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
ІНСТИТУТ БОТАНІКИ ім. М.г. Холодного
НАЦІОНАЛЬНої АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ
УДК [581.55 + 581.524.3 + 502.75] (282.243.613) (477.83)
заплавна Рослинність басейну верхів’я
Західного Бугу: еколого-ценотична структура, динамічні тенденції, охорона
03.00.05 –ботаніка
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Київ –
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Державному природознавчому музеї НАН України
|
Науковий керівник: |
доктор біологічних наук, професор, чл.- кор. НАН України Дідух Яків Петрович, Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, директор інституту |
|
Офіційні опоненти: |
доктор біологічних наук, професор Соломаха Володимир Андрійович, ботанічний сад ім. акад. О.В. Фоміна Київського національного університету імені Тараса Шевченка, директор ботанічного саду кандидат біологічних наук Куземко анна Аркадіївна, Національний дендрологічний парк “Софіївка”, завідувачка відділу трав’янистих рослин природної та культурної флори |
Захист відбудеться “26” травня 2008 р. о 13.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.211.01 Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України за адресою: 01601, м. Київ, вул. Терещенківська, 2.
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України за адресою: 01025, м. Київ, вул. Велика Житомирська, 28.
Автореферат розісланий “17” квітня 2008 р.
Учений секретар
спеціалізованої вченої ради
кандидат біологічних наук
старший науковий співробітник О.М. Виноградова
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. головним напрямом стратегічного плану дій Всеєвропейської стратегії збереження біологічного та ландшафтного різноманіття, затвердженого на Конференції міністрів довкілля країн Європи в м. Софії в 1995 р., визнано формування Всеєвропейської екомережі на базі її національних складових. У зв’язку з розбудовою національної екомережі України та транскордонного (українсько-білорусько-польського) європей-ського екокоридору надзвичайно актуальними є дослідження сучасного стану рослинного покриву басейну верхів’я Західного Бугу, визначення його фітосозологічної цінності, проведення аналізу репрезентативності існуючих територій природно-заповідного фонду, започаткування довгострокового фітомоніторингу тощо. Серед природних фітосистем зазначеного регіону найменш досліджені і практично не забезпечені охороною заплавні. Вони відзначаються своєрідними природно-історичними та еколого-ландшафтними умовами, відіграють провідну роль у міграції організмів та підтриманні біологічного і ценотичного різноманіття, мають важливе фіторесурсне значення. Уподовж двох століть заплавна рослинність регіону зазнавала істотного впливу осушувальної меліорації, забору підземних вод, каналізації водотоків, нераціонального використання природних ресурсів тощо. Відтак, дослідження заплавних фітосистем басейну верхів’я Західного Бугу має важливе наукове значення та практичну цінність.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась під час навчання в заочній аспірантурі в Інституті ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України у 1990-1995 роках та відповідно до планових тем Державного природознавчого музею НАН України: “Природно-історичні зміни та сучасний стан окремих груп біоти на заході України” (№ державної реєстрації –U003680) у 1996-2000 роках, “Музейний моніторинг таксономічної різноманітності біоти західного регіону України” (№ державної реєстрації – 0101U002539) у 2001-2005 роках та “Музейний моніторинг біотичних систем екологічної мережі заходу України” (№ державної реєстрації –U002481) у 2006 році.
Мета та завдання дослідження. Мета роботи –з’ясувати сучасний стан, динамічні тенденції та созологічну цінність заплавної рослинності басейну верхів’я Західного Бугу.
Для досягнення цієї мети були поставлені наступні завдання:
1 2
проаналізувати напрями змін заплавних фітосистем, побудувати схеми сукцесій рослинності внаслідок дії провідних антропогенних чинників і визначити сучасні тенденції трансформації рослинного покриву регіону;
2 19
провести фітосозологічну оцінку району дослідження, визначити репрезентативність існуючих та обґрунтувати створення нових природно-заповідних територій;
розробити проект локальної екомережі басейну верхів’я Західного Бугу на основних засадах розбудови національної та Всеєвропейської екомереж, визначити шляхи екологічного оздоровлення регіону;
започаткувати базу фітомоніторингу заплавних екосистем із закладенням ключових ділянок та вибором параметрів.
Об'єкт дослідження –рослинний покрив басейну Західного Бугу.
Предмет дослідження –еколого-ценотична структура та динамічні тенденції заплавної рослинності басейну верхів’я Західного Бугу.
Методи дослідження. Під час польових робіт застосовано основні геоботанічні методи, зокрема рекогносцирувальний, детально-маршрутний, еколого-ценотичного профілювання, площадкової окомірної пікетажної зйомки. На камеральному етапі досліджень –флористична класифікація рослинності за Браун-Бланке, синфітоіндикаційний метод, ординаційний аналіз встановлення сукцесійних зв’язків в еколого-ценотичних рядах.
Наукова новизна одержаних результатів: Уперше встановлено синтаксономічний склад і складено класифікаційну схему заплавної рослинності басейну верхів’я Західного Бугу з використанням методу Браун-Бланке. За матеріалами дисертації описано 8 нових для науки (2 асоціації та 6 субасоціацій) і виявлено 19 нових для території України (17 асоціацій та 2 субасоціації) синтаксонів. Уперше наведено для території України та запропоновано для охорони на загальнодержавному рівні первинно рідкісні угруповання Juncetum subnodulosi, що зосереджені на крайній східній межі поширення. Вперше для досліджуваного району проведено інвентаризацію вищих рослин та харових водоростей. З’ясовано особливості диференціації рослинності за 9 екологічними факторами, у т. ч. розподілу угруповань в еколого-фітоценотичних рядах за градієнтом зволоження ґрунту. Розраховано амплітуди екологічних режимів рослинності регіону, досліджено взаємозв’язок між режимами екологічних факторів. встановлено розподіл рослинних угруповань за частотою трапляння та сучасними тенденціями трансформації внаслідок дії провідних антропогенних чинників, визначено основні напрями змін заплавної рослинності. здійснено созологічну оцінку заплавних фітосистем, складено списки раритетних рослин і фітоценозів, визначено стан популяцій вразливих видів. уперше виявлено й описано місцезростання Sesleria caerulea (L.) Ard., нового для флори України виду, досліджено стан його популяції та сучасні динамічні тенденції, обґрунтовано внесення виду до нового видання Червоної книги України (ЧКУ). Досліджено повний онтогенез та вікову структуру локальних популяцій реліктового монтанного виду Tofieldia calyculata (L.) Wahlenb. як індикатора постосушувальних змін карбонатних боліт. Наведено для регіону нові локалітети раритетних видів
рослин (120) та угруповань (75). З’ясовано еколого-фітоценотичні умови їх поширення, лімітуючі фактори, забезпеченість охороною та запропоновано режими збереження. Проведено созологічну категоризацію раритетних рослин та угруповань. Визначено фітосозологічну репрезентативність існуючої природоохоронної мережі району дослідження. розроблено проект локальної екомережі басейну верхів’я Західного Бугу та визначено шляхи екологічного оздоровлення регіону.
3 4
Практичне значення одержаних результатів. Підготовлено та надіслано до редакції нового видання Червоної книги України характеристики семи раритетних видів. Гербарні збори вищих рослин та харових водоростей передано у провідні гербарії Львова і Києва (LW, LWS, LWKS, KW). запропоновано для охорони на регіональному і загальнодержавному рівнях 128 таксонів (110 видів судинних рослин, 16 видів мохоподібних і 2 види харових водоростей) та 36 синтаксонів (35 асоціацій та 1 угруповання). започатковано регіональний фітомоніторинг на базі закладених ключових ділянок та вихідних параметрів. Результати роботи використано в екологічних експертизах господарських проектів стосовно оцінки впливу на рослинний покрив діючих і проектованих підземних водозаборів Волино-Поділля та Передкарпаття. Фітоценотичні та созологічні дані дисертації можуть бути використані при проведенні робіт з розбудови локальної, національної та транскордонної екомереж.
Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота виконана автором самостійно. Під час експедицій безпосередньо дисертантом проведено 1420 геоботанічних описів, закладено 7 еколого-фітоценотичних профілів і закартовано 4 ключових ділянки. складено карти поширення раритетних 128 видів рослин і 36 фітоценозів. Зібрано понад 4000 гербарних взірців судинних рослин, 500 мохоподібних та 20 харових водоростей. Підготовлено обґрунтування 12 нових природно-заповідних територій. У спільних наукових публікаціях дисертант є повноправним членом творчої групи, права співавторів у дисертації не порушені.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідалися на відкритій конференції молодих ботаніків м. Львова “Актуальні проблеми вивчення фітобіоти Західних регіонів України” (Львів, 1990); 1-й міжнародній молодіжній конференції “Флора Карпат. Актуальні проблеми флористики та фітогеографії” (Ворохта-“Заросляк”, 1992); IX з’їзді Українського ботанічного товариства (Дніпропетровськ, 1992); міжнародному симпозіумі “Популяції орхідей: вивчення та охорона” (Рахів, 1994); конференції молодих учених і спеціалістів “Актуальні питання ботаніки та екології” (Харків, 1996); міжнародній науковій конференції “Охрана и культивирование орхидей” (Краснодар, 1998); міжнародній науковій конференції “Проблеми вивчення та охорони біорізноманіття Карпат і прилеглих територій” (Івано-Франківськ, 2007).
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 13 наукових праць, у тому числі 7 статей – у фахових виданнях, 1 статтю – в збірнику та 5 публікацій
- у матеріалах і тезах конференцій, з’їздів.
Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, 6 розділів, висновків, списку використаних джерел (552 найменування, із них 205 – латиницею) та 10 додатків (337 сторінок). Повний обсяг дисертації становить 565 сторінок, з яких основний зміст викладений на 152 сторінках машинопису. В роботі представлено 74 рисунки та 72 таблиці.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Розділ 1. досліджЕння фітосистем річкових басейнів європи
1.1. Історія досліджень рослинного покриву басейну р. Західний Буг. Проаналізовано історію вивчення рослинного покриву басейну Західного Бугу, що охоплює понад 180 років, з виділенням основних періодів досліджень. “Австро-угорський” період (1772-1918 рр.) характеризується накопиченням первинних (переважно фрагментарних, флористичних) даних (Besser, 1822; Zawadzki, 1836; Trusz, 1879, 1881-1884, 1888; Błocki, 1881, 1882, 1908 тощо). Серед публікацій того часу особливої уваги заслуговують праці A.Rehman (1870, 1871) та M.Raciborski (1910) з описами рослинності. Перші повідомлення про мохоподібні з території басейну Західного Бугу наведено в працях (Łobarzewski, 1849; Czerkawski, 1878; Krupa, 1885; Lilienfeldówna, 1910; Zmuda, 1911, 1912).
У “польський” період (1918-1939 рр.) ботаніко-географічні дослідження в регіоні набули більш комплексного та масштабного характеру (Koczwara, 1925; Krzemieniecki, 1926; Szafer, 1928; Kulczyński, Motyka, 1936; Tymrakiewicz, 1931 та ін.) Слід зазначити, що J.Mąndalski (1938) вдруге після S.Trusz (1888) обстежив територію верхів’я Західного Бугу та виявив місцезростання низки рідкісних рослин.
Після 1945 р. ботанічні дослідження на території басейну Західного Бугу проводили: Є.І.Шишова (1954, 1956, 1972), С.А.Амелін (1963, 1966), А.І.Кузьмичов (1966, 1967, 1971), А.Т.Зеленчук (1982, 1987, 1991), О.О.Кагало (1990, 1991, 1996) та багато інших.
У зв’язку із сучасною стратегією розбудови транскордонного пан’європейського екокоридору в межах долини Західного Бугу вийшли публікації, в яких висвітлено геоекологічний (Kowalczuk, 1996) і екологічний (Bogucki et al., 1996; Гриб, 2002; Вознюк, 2006) стани басейну (долини) річки, ландшафти (Mucha, 1996), інтеграційну модель природоохоронної мережі Єврорегіону Буг (Zińko et al., 1996), загальні характеристики флори та рослинності долини Західного Бугу (“Bug …”, 2002) тощо.
аналіз літературних джерел показав, що рослинний покрив басейну верхів’я Західного Бугу досліджений лише фрагментарно, причому значна частина даних є застарілими. Як з’ясувалося, найменш досліджені заплавні фітосистеми, зокрема їх таксономічний та синтаксономічний склад, просторова структура, екологічна диференціація, сучасні динамічні тенденції і созологічна цінність.
1.2. Стан вивченості заплавно-долинних фітосистем Європи. За літературними даними розглянуто основні закономірності структурно-функціональної організації заплавно-долинних фітосистем Європи. Проаналізовано синтаксономічний склад, основні зміни та природоохоронний аспект рослинності річкових долин. З’ясовано пріоритетні напрямки сучасних досліджень.
5 6
Розділ 2. Фізико-географічна характеристика басейну верхів’я р. Західний Буг
За природно-географічним поділом (Геренчук та ін., 1964) територія басейну верхів’я Західного Бугу лежить здебільшого в межах Малого Полісся. Західний Буг є найбільшою річкою рівнинної частини Львівської області, правою притокою Вісли і належить до басейну Балтійського моря. в межах адміністративної області довжина річки дорівнює 392 км, площа водозбору – 6675 км2 (“Природа Львівської області”, 1972). Густота річкової сітки становить 0,3-0,5 км/км2. Основні притоки – Рата, Солокія, Полтва, Думниця, Свиня, Яричівка, Желдець, Дерев’янка, Кам’янка (ліві), Білий Стік (права). Максимальна ширина річкових заплав коливається в межах 0,2-2 км. Заплави окремих річок (Західний Буг, Солокія, Полтва, Рата та ін.) місцями заболочені та заторфовані. Значна частина річок на окремих ділянках русел каналізовані.
У розділі наведено повну характеристику району дослідження за геолого-морфологічними, орографічними, гідрогеологічними, гідрологічними, кліматичними, ґрунтовими умовами тощо. з’ясовано провідні антропогенні чинники. Обґрунтовано вибір території басейну верхів’я Західного Бугу як об’єкту для дослідження заплавної рослинності та перспективного фітомоніторингу.
Розділ 3. матеріали та методика досліджень
Основу роботи становлять фітоценотичні матеріали (1420 геоботанічних описів), зібрані вподовж 1991-2006 рр. Збір польових даних здійснювали маршрутним та напівстаціонарним методами. еколого-ландшафтну диференціацію рослинного покриву досліджували методом екологічних рядів, основаному на закладці екологічних профілів (Юнатов, 1964). Було закладено 7 екологічних профілів у долинах р. Західний Буг та його приток. Для започаткування фітомоніторингу та дослідження динаміки рослинності було закладено 4 ключові ділянки в зонах впливу провідних антропогенних чинників. вибір ключових ділянок проводили за існуючими методичними рекомендаціями (Горчаковский, 1984; Куркин, 1993, 1996 та ін.). При крупномасштабному картуванні рослинності застосовували метод площадкової окомірної пікетажної зйомки (Грибова, Исаченко, 1972). Геоботанічні описи виконували за загальноприйнятою схемою. участь рослин визначали згідно з модифікованою шкалою (Wilmans, 1993). описи рослинності опрацьовували за методичними вказівками (Миркин, 1985) з використанням пакету програм “Excel”.
Синтаксономічну корекцію здійснювали за методом Браун-Бланке у викладі авторів (Braun-Blanquet, 1964; Westhoff, Maarel, 1973; Миркин, 1985). При описах нових синтаксонів враховували вимоги Міжнародного Кодексу фітосоціологічної номенклатури (Weber et al, 2000).
Синдинаміку вивчали, переважно методом часової екстраполяції просторо-вих екологічних і фітоценотичних рядів (Александрова, 1964). стан та рівень деградації рослинних угруповань оцінювали за методом аналогів. Синфіто-індикаційний аналіз виконували згідно з програмою (Дідух, Плюта, 1994). созологічний статус раритетних видів визначали за міжнародними категоріями охорони (“IUCN …”, 1994). ценопопуляції рідкісних видів досліджували за методичними вказівками (Заугольнова, 1982; Вахрамеева, Денисова, 1983 та ін.). созологічну оцінку фітоценозів проводили за чотирибальною шкалою (Moravec et al., 1982). Назви судинних рослин наведено за “Определителем…” (1987), мохоподібних – за “Зведеним списком мохів України” (1995), харових водоростей – за “визначником прісноводних водоростей України” (1991).
Розділ 4. Еколого-ценотична структура рослинності заплав
4.1. Продромус рослинності. Розроблено класифікаційну схему заплавної рослинності басейну верхів’я Західного Бугу, що охоплює 14 класів, 19 порядків, 33 союзи, 1 підсоюз, 94 асоціації, 11 субасоціацій, 22 варіанти (табл. 1), а також 29 базальних та 3 дериватних угруповання.
Таблиця 1
Класи заплавної рослинності басейну верхів’я Західного Бугу
з кількісними показниками синтаксонів нижчого рангу
|
Клас |
Кількість |
|
порядків |
союзів |
асоціацій |
субасо- ціацій |
варіантів |
|
|
Lemnetea minoris |
2 |
4 |
7 |
- |
- |
|
Charetea fragilis |
1 |
1 |
2 |
- |
- |
|
Potametea |
1 |
4 |
15 |
- |
- |
|
Isoëto-Nanojuncetea |
1 |
1 |
1 |
- |
- |
|
Phragmito-Magnocaricetea |
2 |
6 |
34 |
- |
14 |
|
Scheuchzerio-Caricetea nigrae |
1 |
1 |
3 |
3 |
- |
|
Molinio-Arrhenatheretea |
2 |
6 |
10 |
4 |
7 |
|
Plantaginetea majoris |
2 |
2 |
5 |
- |
- |
|
Salicetea purpureae |
1 |
1 |
2 |
- |
- |
|
Alnetea glutinosae |
2 |
2 |
3 |
- |
- |
|
Querco-Fagetea |
1 |
1 |
1 |
- |
- |
|
Bidentetea tripartitae |
1 |
2 |
4 |
2 |
- |
|
Galio-Urticetea |
1 |
1 |
4 |
- |
1 |
|
Artemisietea vulgaris |
1 |
1 |
3 |
2 |
- |
Обсяг та назви синтаксонів наведено, переважно за однією із сучасних класифікацій рослинності в Європі (Schubert et al., 2001), з урахуванням інших зведень (Oberdorfer, 1994; Moravec et al., 1995; Соломаха,1996; Mucina, 1997; Matuszkiewicz, 2001; Valachovič, 2001). Порядок розміщення класів у схемі прийнято за “синтаксономією рослинності України” (Соломаха, 1996) з деякими уточненнями. Подано синоніміку, еколого-ценотичні характеристики, частоту трапляння та категорії охорони синтаксонів.
Рідкісні угруповання карбонатних боліт All. Caricion davallianae Cl. Scheuchzerio-Caricetea nigrae з домінуванням атлантично-середньоєвропей-ського виду Schoenus ferrugineus описані як Carici hostianae-Schoenetum ferruginei ass. nova (С.: Schoenus ferrugineus (dom.), Carex hostiana) з трьома субасоціаціями: C.h.-S.f. typicum subass. nova (D.: Tofieldia calyculata, Rhinanthus serotinus) – реліктові ценози з сінокісно-пасовищним використан-ням; C.h.-S. f. cirsietosum rivularis subass. nova (D.: Cirsium rivulare, Serratula tinctoria, Gentiana pneumonanthe, Festuca rubra, Filipendula denudata) – похідні сінокісні ценози; C.h.-S.f. calamagrostietosum epigei subass. nova (D.: Calamagrostis epigeios, Potentilla anserina, Polygala amarella, Equisetum palustre) – ініціальні пасовищні угруповання. Вікаруючим синтаксоном описаної асоціації є Schoenetum ferruginei Du Rietz 1925, що відрізняється за флористичним складом та ареалом.
В межах All. Arction lappae Cl. Artemisietea vulgaris описано Ass. Alopecuro geniculati-Cirsietum arvensis з Subass.: A. g.-C. a. typicum (рис. 1) та A. g.-C. a. trifolietosum repentis (Кузярін, 2005).
Рис. 1. Схематичний фітоценотичний профіль угруповання Alopecuro geniculati-Cirsietum arvensis: 1 – Trifolium repens, 2 – Alopecurus geniculatus, 3 – Inula britannica,
4 – Rumex conglomeratus, 5 – Cirsium arvense, 6 – Potentilla anserina, 7 – Poa trivialis,
8 – Phalaroides arundinacea, 9 – Galium palustre, 10 – Urtica dioica, 11 – Elytrigia repens, 12 – Rorippa sylvestris, 13 – Polygonum hydropiper, 14 – Ranunculus repens.
4.2. Екологічна диференціація та закономірності розподілу рослинних угруповань. За допомогою уніфікованих фітоіндикаційних шкал була проведена оцінка екологічних факторів на еколого-фітоценотичних профілях, що охоплювали всю різноманітність форм рельєфу та рослинних угруповань.
7 8