Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
12
ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ШТІРЦ ЮЛІЯ ОЛЕКСІЇВНА
УДК 574.4 : 591.5 : 598.2
ОРНІТОФАУНА ЯК СТРУКТУРНИЙ ЕЛЕМЕНТ
КУЛЬТУРБІОГЕОЦЕНОЗІВ М. ДОНЕЦЬКА
ТА ПРИЛЕГЛИХ ДО НЬОГО ЗЕЛЕНИХ ЗАХИСНИХ ЗОН
03.00.16 –екологія
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Дніпропетровськ –
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана на кафедрі зоології Донецького національного університету Міністерства освіти і науки України.
|
Науковий керівник: |
доктор біологічних наук, професор Ярошенко Микола Миколайович, Донецький національний університет, кафедра зоології, завідувач |
|
Офіційні опоненти: |
доктор біологічних наук, професор, Серебряков Валентин Валентинович, Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, кафедра зоології, завідувач кандидат біологічних наук, Чаплигіна Анжела Борисівна, Харківський державний педагогічний університет ім. Г.С. Сковороди, кафедра зоології, доцент |
|
Провідна установа: |
Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського, кафедра екології та раціонального природокористування, Міністерство освіти і науки України (м. Сімферополь). |
Захист дисертації відбудеться "26" травня 2004 р. о "10" годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.051.04 для захисту дисертацій на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук у Дніпропетровському національному університеті Міністерства освіти і науки України за адресою: 49050, м. Дніпропетровськ, вул. Наукова, 13, корп. 17, біолого-екологічний факультет, ауд. 611.
З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Дніпропетровського національного університету Міністерства освіти і науки України за адресою: м. Дніпропетровськ, вул. Наукова, 13.
Автореферат розісланий “19” квітня 2004 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
кандидат біологічних наук, доцент А.О. Дубина
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Птахи є невід'ємним складовим компонентом міських біогеоценозів. Завдяки інтенсивному обміну речовин і великій кількості споживаного корму, високій рухливості та здатності концентруватися в місцях з високою щільністю своїх жертв, вони регулюють чисельність безхребетних і дрібних ссавців (Воробейчик и др., 1994). Різноманітність видового складу та висока щільність населення комахоїдних птахів сприяють збереженню зелених насаджень (Бельгард, 1960; Губкин, 1971; Иноземцев, 1978; Ильичев и др., 1987; Кошелев, Пересадько, 1997; Гузій, 2001 та ін.); насінньоїдні птахи виконують роль регулятора кількості рудеральної рослинності (Храбрый, 1991; Кошелев, Пересадько, 1997 та ін.). Важлива також участь птахів у поширенні насіння деяких рослин (Воробейчик и др., 1994; Чаплыгина, 2000 та ін.). Птахи є найважливішим джерелом надходження органічних речовин у системі у вигляді екскреторного опаду (Булахов и др., 1996, 1997, 2001, 2002). Населення птахів здатне виконувати індикаційну роль при дослідженні змін середовища внаслідок перетворення його людиною (Ильичёв и др., 1987; Булахов и др., 1996; Чаплыгина, 2003 та ін.). Треба також відзначити існування деяких негативних сторін перебування птахів у місті. Збільшення чисельності деяких синантропних видів може призвести до зростання числа ушкоджень з їхнього боку різних споруд і повітряно-транспортних засобів (Ильичёв и др., 1987; Соколов и др., 1990; Храбрый, 1991 та ін.). Відома участь птахів у перенесенні орнітозів (Львов, 1977; Вишев и др., 1984; Ильичёв, Фомин, 1988; Благосклонов, 1991 та ін). З кожним сезоном міграцій з'являються нові штами вірусу грипу, що є результатом їхнього латентного перебування та модифікації в тілі птахів (Серебряков, 2002). Таким чином, вивчення орнітофауни урбанізованих територій та закономірностей її формування –надзвичайно актуальна задача.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи входила до складу держбюджетної теми кафедри зоології Донецького національного університету “Вивчення фауни наземних хребетних Донецької області” Г–/36 (номер державної реєстрації 01920003968), в якій Штірц Ю.О. була виконавцем. Внесок здобувача у виконання зазначеної держбюджетної теми полягав у зборі та обробці матеріалу зі структури орнітофауни м. Донецька та інших міст і населених пунктів Донецької області.
Мета і завдання дослідження. Метою роботи було встановлення складу та структури орнітофауни як елемента культурбіогеоценозів м. Донецька та прилеглих до нього зелених захисних зон.
Для досягнення цієї мети передбачалося вирішення таких завдань:
Об'єкт дослідження –орнітофауна як структурний елемент культурбіогеоценозів м. Донецька та прилеглих до нього зелених захисних зон.
Предмет дослідження –структурна організація населення птахів, консортивні зв'язки птахів із деревними автотрофами.
Методи дослідження –обліки чисельності птахів проводились маршрутними методами (опис методів наведено в роботі А.І. Гузія (1997)). Для дослідження консортивних зв'язків птахів використовувалась методика хронометрування денного бюджету часу птахів-консортів на один екземпляр автотрофа, запропонована В.Л. Булаховим (цит. за: Пономаренко, 1997, 2000). Для аналізу консортивних зв'язків птахів застосовувався метод розподілу життєвих форм за системою М.П. Акімова (1948, 1955). З метою виявлення схожості в структурі орнітофауни різних біогеоценозів, а також подібних систем консортивних зв'язків, які формуються в консорціях деревних автротрофів, використовувався метод кластерного аналізу (Песенко, 1982). Для оцінки залежності значення загального денного бюджету часу птахів-консортів на один екземпляр автотрофа від виду автотрофа –детермінанта консорції було використано однофакторний дисперсійний аналіз (Лакин, 1990). Для встановлення ступеня впливу урбогенних процесів на сукцесійну динаміку орнітофауни, а також характеристик автомагістралей на розподіл птахів у придорожніх біогеоценозах використовувався інформаційний аналіз за методом Орлоці (Нешатаев, 1987).
Наукова новизна отриманих результатів. Вперше виявлено основні закономірності циклічної динаміки структури орнітофауни урбанізованих біогеоценозів в умовах Донбасу. Установлено, що на хід сукцесійної динаміки орнітофауни житлової забудови міста більш вагоме значення справляє біогеоценотичне оточення ділянки житлового масиву, ніж вік забудови та ступінь її озеленіння. Вперше виявлено закономірності консортивних зв'язків птахів із деревними рослинами в умовах великого міста Донбасу. Виявлено частку внеску біоморф птахів у формування системи консортивних зв'язків із деревними автотрофами в умовах урбанізованих біогеоценозів. Установлено, що в умовах міста інтенсивність руху автотранспорту справляє більш вагоме значення на розподіл птахів у придорожніх біогеоценозах, ніж ступінь озеленіння придорожньої смуги.
Практичне значення одержаних результатів. Розроблено рекомендації до спрямованого формування орнітофауни культурбіогеоценозів м. Донецька, які прийняті Головним управлінням містобудування й архітектури м. Донецька та Державним лісогосподарським об'єднанням "Донецькліс". Ці рекомендації можуть використовуватися при плануванні забудови території міста, підборі деревних рослин при озеленюванні житлових районів, плануванні біотехнічних заходів у межах зелених насаджень з метою спрямованого формування орнітофауни урбанізованих територій. Отримані дані використовуються в навчальному процесі на кафедрі зоології Донецького національного університету в курсах "Зоологія хребетних", "Екологія тварин" і на кафедрі прикладної екології та охорони навколишнього середовища Донецького національного технічного університету в курсах "Основи екології", "Урбоекологія".
Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота являє собою самостійне завершене дослідження, результати якого одержані здобувачем особисто. Внесок здобувача до наукових праць у співавторстві полягав у самостійному зборі матеріалу, його аналізу, а також у самостійному опису результатів досліджень та висновків. Внесок співавторів д.б.н. М.М. Ярошенка та к.б.н. А.Д. Штірца в спільні наукові публікації полягав у наукових консультаціях при плануванні та проведенні досліджень, редагуванні тексту рукопису публікацій. Матеріал, який було покладено в основу роботи "Структура орнитокомплексов парковой зоны города Донецка в репродуктивный период" (Природничий альманах. Сер. Біол. науки: Зб. наук. праць. –Херсон: Персей, 2002. –Вип. 2 (3). –С. 256–; співавтор –Штірц А.Д.), збирався особисто дисертанткою. Ю.О. Штірц самостійно зроблено аналіз структури орнітофауни паркової зони м. Донецька в репродуктивний період та сформульовано висновки. Загальний внесок здобувача в роботу становить 80%.
У роботі "Сравнительная характеристика орнитокомплексов населённых пунктов центральной и южной части Донецкой области" (Праці наук. конф. ДонНУ за підсумками наук.-досл. роботи за період 1999– рр. Секція біол. наук (м. Донецьк, 18–квітня 2001 р.). –Донецьк: ДонНУ, 2001. – С. 35–; співавтор –Штірц А.Д.) фактичний матеріал з орнітофауни різних населених пунктів центральної та південної частини Донецької області збирався особисто здобувачем. Ю.О. Штірц самостійно проведено порівняльний аналіз структури досліджуваних орнітокомплексів та сформульовано висновки. Загальний внесок дисертантки в роботу становить 80%.
У роботі "Сезонная динамика структуры орнитокомплексов одноэтажной жилой застройки крупного промышленного города (на примере города Донецка)" (Матеріали Всеукр. конф. студентів, аспірантів та молодих вчених "Біорізноманіття природних і техногенних біотопів України" (м. Донецьк, 19–листопада 2001 р.). –Ч. II. –Донецьк: ДонНУ, 2001.–С. 110–; співавтор – Ярошенко М.М.) здобувачем особисто збирався фактичний матеріал з сезонної динаміки орнітофауни одноповерхової житлової забудови м. Донецька. Підбір методів дослідження, подальшу обробку зібраного матеріалу та висновки зроблено Ю.О. Штірц самостійно. Загальний внесок дисертантки в роботу становить 80%.
У роботі "Консортивные связи птиц с робинией лжеакацией (Robinia pseudoacacia L.) в условиях урбанизированного ландшафта Донбасса" (Зб. доп. І міжнар. наук. конф. аспірантів та студентів "Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів" (м. Донецьк, 16–квітня 2002 р.). –Донецьк: ДонНТУ, ДонНУ, 2002. –Т. 2. –С. 90–; співавтор –Ярошенко М.М.) Ю.О. Штірц особисто досліджено трофічні та топічні консортивні зв'язки птахів із деревним автотрофом –детермінантом консорції в умовах урбанізованих біогеоценозів. Дисертанткою здійснено самостійний підбір методів дослідження, обробку зібраного матеріалу. Загальний внесок здобувача в роботу становить 80%.
Права співавторів колективних публікацій не порушено.
Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи пройшли апробацію на науковій конференції "Биологические исследования на природоохранных территориях и биологических стационарах" (с. Гайдари Харківської обл., 1999); VI и VII наукових конференціях "Изучение и охрана птиц бассейна Северского Донца" (м. Харків, 1999; м. Донецьк, 2000); І республіканській конференції молодих вчених "Актуальные вопросы современной биологии" (м. Сімферополь, 2000); I міжнародній науковій конференції "Структура та функціональна роль тваринного населення в природних і трансформованих екосистемах" (м. Дніпропетровськ, 2001); XI міжнародній орнітологічній конференції "Актуальные проблемы изучения и охраны птиц Восточной Европы и Северной Азии" (м. Казань, 2001); XI міжнародному симпозіумі "Современные проблемы биоиндикации и биомониторинга" (м. Сиктивкар, 2001); Всеукраїнській зоологічній конференції "Зоологічні дослідження в Україні на межі тисячоліть" (м. Кривий Ріг, 2001); Всеукраїнській науковій конференції студентів, аспірантів і молодих вчених "Біорізноманіття природних і техногенних біотопів України" (м. Донецьк, 2001); науковій конференції Донецького національного університету за результатами науково-дослідної роботи за період 1999– рр. (м. Донецьк, 2001), І міжнародній науковій конференції аспірантів та студентів "Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів" (м. Донецьк, 2002); науковій конференції молодих вчених "Еколого-біологічні дослідження на природних та антропогенно-змінених територіях" (м. Кривий Ріг, 2002); II міжнародній науковій конференції "Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах" (м. Дніпропетровськ, 2003), а також на наукових семінарах кафедри зоології ДонНУ.
Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 22 наукових праці, серед них 8 –статті у наукових фахових журналах та виданнях, затверджених у переліку ВАК України, 2 –статті у збірниках наукових робіт та 12 –матеріали й тези конференцій.
Структура та обсяг дисертації. Робота складається зі вступу, 9 розділів, висновків, списку літератури та 5 додатків. Загальний обсяг дисертації складає 400 сторінок, з них основного тексту –сторінок. Робота містить 29 таблиць та 47 рисунків (46 сторінок). Список літератури (64 сторінки) нараховує 537 найменувань (з яких 73 –іноземними мовами). Додатки А–Д (130 сторінок) містять таблиці до основного тексту дисертації.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У ВСТУПІ обґрунтовується актуальність теми дисертації, формулюються мета і завдання дослідження, розкривається наукова новизна отриманих результатів, визначаються можливості практичного використання результатів.
ІСТОРІЯ ВИВЧЕННЯ ОРНІТОФАУНИ УРБАНІЗОВАНИХ ТЕРИТОРІЙ
У даному розділі в хронологічному порядку розглянуто літературні джерела, присвячені основним напрямкам вивчення орнітофауни урбанізованих територій. Перші дослідження з даної проблеми в Україні належать ще до початку минулого сторіччя (Рудевич, 1901, 1902, 1903; Боровиков, 1902, 1903). Разом з тим було б помилковим стверджувати, що ця тема достатньо досліджена. Слід зазначити різнобічний підхід дослідників до вивчення даної проблеми. Незважаючи на значну кількість робіт, присвячених вивченню птахів урбанізованих територій, деяким важливим питанням належної уваги не приділялося. У переважній більшості проаналізованих робіт не в повній мірі розглянуто вплив конкретних факторів міського середовища на склад і структуру населення птахів, недостатньо уваги приділяється аналізу впливу різних урбогенних процесів на сукцесійну динаміку орнітофауни, дуже мало робіт присвячено аналізу консортивних зв'язків птахів із деревними автотрофами в межах міста.
УРБАНІЗОВАНІ БІОГЕОЦЕНОЗИ ЯК ЕКОЛОГІЧНІ СИСТЕМИ,
ЇХ СУЧАСНИЙ РОЗВИТОК ТА СТАН (АНАЛІЗ ЛІТЕРАТУРИ)
Проаналізовано літературні джерела щодо рельєфу, клімату, гідрологічних умов, ґрунтів, рослинності, тваринного населення досліджуваної території (Рева, 1970; Слюсарев, 1988; Бурда, 1991; Белова, Травлеев, 1999 та ін.). Показано специфіку міських умов середовища. Наведено приклади розподілу території різних міст при проведенні досліджень їхнього тваринного населення. Згідно з проаналізованими літературними джерелами єдиної класифікації міських біотопів не існує. Градація біотопів обумовлена в першу чергу завданнями кожного конкретного дослідження, а також особливостями того чи іншого міста або населеного пункту. При вивченні закономірностей біогеоценотичного розподілу орнітофауни урбанізованих територій м. Донецька було виділено 7 основних типів біогеоценозів: багатоповерхова житлова забудова, одноповерхова житлова забудова, сквери, парки, лісопарки, кладовища, водно-болотні комплекси. При вивченні впливу конкретних факторів міського середовища на орнітофауну застосовувалася більш дрібна градація зазначених біогеоценозів.
МАТЕРІАЛ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Методологічною основою проведення досліджень були основні принципи вчення про біогеоценоз (Сукачев, 1956, 1964, 1966, 1972), а також учення про консорції (Беклемишев, 1951; Раменский, 1952; Мазинг, 1966, 1976; Дылис, 1973; Работнов, 1973, 1974, 1976; Селиванов, 1976; Голубець, Чорнобай, 1983; Й.В. Царик, І.Й. Царик, 2002).
Матеріал збирався протягом 1997–рр. на території м. Донецька та прилеглих до нього зелених захисних зон. При вивченні циклічної динаміки орнітофауни міста використовувалася періодизація річного циклу, запропонована С.О. Лопарьовим (1997). Вивчення впливу урбогенних факторів на закономірності сукцесійної динаміки орнітофауни, консортивних зв'язків птахів із деревними автотрофами, впливу автотранспортних магістралей на розподіл птахів у межах урбанізованих біогеоценозів, структури орнітофауни приміських зелених захисних зон проводилося в період гніздування (15 квітня –червня), враховуючи велике значення даного періоду в річному циклі птахів. В основу аналізу топічної та трофічної структури покладено часткову участь відповідних груп у загальній структурі орнітофауни. Виділено 5 топічних та 7 трофічних груп. При проведенні обліків птахів використовувались маршрутні методи: метод Є.С. Равкіна, М.Г. Челінцева (1990) та метод обліку птахів у смузі обмеженої ширини –опис методів наведено згідно з роботою А.І. Гузія (1997). При вивченні впливу автомагістралей на розподіл птахів збір матеріалу проводився вздовж автодоріг, розташованих у кварталах багатоповерхової житлової забудови. При вивченні закономірностей розподілу птахів у придорожніх біогеоценозах враховувалися інтенсивність руху автотранспорту та ступінь озеленіння придорожньої смуги. Мірою інтенсивності руху транспорту було середнє значення кількості транспортних засобів, які проходять через поперечний переріз автодороги за 1 годину в світлий час доби в обох напрямках. Одиницею виміру ступеня озеленіння була кількість деревних рослин на прилеглих до дороги тротуарах у зрілій та пізній стадіях генеративного періоду в перерахуванні на 1 км. Визначення вікового стану дерев проводилося за системою О.В. Смірнової та ін. (1976).
Вивчення консортивних зв'язків птахів із деревними автотрофами проводилося в межах кварталів багатоповерхової житлової забудови. Як основний метод дослідження консортивних зв'язків птахів використовувалась методика хронометрування денного бюджету часу на один екземпляр автотрофа, запропонована В.Л. Булаховим (цит. за: Пономаренко, 1997, 2000). Для вивчення обрано екземпляри автотрофів у зрілій та пізній стадіях генеративного періоду. У ході збору матеріалу досліджено 16 видів автотрофів –детермінантів консорцій. Досліджено не менше 30 екземплярів кожного виду деревного автотрофа. Для аналізу консортивних зв'язків птахів застосовувався метод розподілу життєвих форм за системою М.П. Акімова (1948, 1955).
Для оцінки видової різноманітності орнітофауни використовувався індекс Шеннона. Оцінку вірогідності різниці значень індексу Шеннона проведено відповідно до методу Хатченсона (Мэгарран, 1992). Для оцінки схожості видового складу орнітофауни біогеоценозів застосовувалась формула Жаккара. Розрахунок середньої арифметичної, помилки середньої, показника точності середньої здійснювався за формулами, наведеними в роботі Г.Ф. Лакіна (1990). Оцінка вірогідності різниці часткової участі топічних і трофічних груп у структурі орнітофауни проводилася відповідно до методу φ-перетворень Фішера (Лакин, 1990).
З метою виявлення схожості в структурі орнітофауни різних біогеоценозів, а також подібних систем консортивних зв'язків птахів, які формуються в консорціях деревних автотрофів, застосовувався метод кластерного аналізу з використанням середніх арифметичних незважених значень евклідової відстані. Побудова дендрограм схожості проводилась з використанням пакета Statistica 5.0 for Windows. Для оцінки залежності значення загального денного бюджету часу птахів-консортів від виду автотрофа –детермінанта консорції використовувався однофакторний дисперсійний аналіз (Лакин, 1990). При попарних порівняннях значень денного бюджету часу застосовувався метод Шеффе (Лакин, 1990).
Для встановлення ступеня впливу урбогенних процесів на сукцесійну динаміку орнітофауни, а також характеристик автомагістралей на розподіл птахів у придорожніх біогеоценозах використовувався інформаційний аналіз за методом Орлоці (Нешатаев, 1987).
ЦИКЛІЧНА ДИНАМІКА БІОГЕОЦЕНОТИЧНОГО
РОЗПОДІЛУ ОРНІТОФАУНИ УРБАНІЗОВАНИХ ТЕРИТОРІЙ
У процесі вивчення циклічної динаміки орнітофауни м. Донецька зареєстровано 118 видів птахів. Протягом року максимальна кількість зареєстрованих видів характерна для водно-болотних комплексів у пізньовесняний період (58 видів), мінімальна –для тієї ж категорії біогеоценозів у передвесняний період (26 видів). Найбільшою варіабельністю кількості видів протягом року характеризується орнітофауна водно-болотних комплексів (26–видів), найменшою –орнітофауна скверів (29–види). В основу порівняння орнітофауни культурбіогеоценозів міста покладено видовий склад птахів, зареєстрованих у різні періоди року, тобто при цілорічних дослідженнях. Оцінка схожості, зроблена з використанням індексу Жаккара (Іj), відображена на рис. 1.
c1
cb
cf
ce
c2
ca