Київський національний університет

імені Тараса Шевченка

Ткач Євгенія Дмитрівна

УДК 574 [631.95:632.5:502.7:581.9:581.5 ]

Фітобіота екотонів у агроландшафті Правобережного Лісостепу

03.00.16 – екологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеню

кандидата біологічних наук

Київ — 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті агроекології Української академії аграрних
наук.

Науковий керівник:

доктор біологічних наук, професор, академік УААН

Патика Володимир Пилипович,

Інститут мікробіології і вірусології

ім. Д.К. Заболотного НАН України,

завідувач відділу фітопатогенних бактерій.

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук,

старший науковий співробітник

Заіменко Наталія Василівна,

Національний ботанічний сад

ім. М.М. Гришка НАН України,

в.о. директора;

доктор біологічних наук, професор

Чопик Володимир Іванович,

Міжнародний університет розвитку

людини “Україна”,

завідувач кафедри екології.

Провідна установа:

Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, м. Київ.

Захист відбудеться “ 26 “ 03 2007 р. о
годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.24 Київського
національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: м. Київ,
просп. академіка Глушкова, 2, корпус 12, біологічний факультет, ауд.
434.

Поштова адреса: 01033, м. Київ, вул. Володимирська, 64.

біологічний факультет, спеціалізована вчена рада Д 26.001.24.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного
університету імені Тараса Шевченка за адресою: Володимирська, 58.

Автореферат розіслано “ 20 “ 02 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради
Андрійчук Т.Р.

загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Закрайки поля – це напівприродні місцезростання, які
вкраплені в агроландшафт і є екотонами міжфаціального рівня. З
екологічного погляду закрайки є просторовими утвореннями, які формуються
градієнтом абіотичного чи біотичного чинника у межах угруповань або
екосистем. Вони є складовими частками агроландшафту перехідними
територіями між полями, які підлягають постійному обробітку. До них
належать залишки лісів, степів, луків, багаторічних насаджень, доріг,
селітебних та рудеральних територій, а також польові дороги, лісосмуги,
паркани, мури, живоплоти.

Міркін Б.М., Наумова Л.Г., Гродзинський М.Д., Соломаха В.А., Туганаєв
В.В. [2-5] та інші, вивчаючи агроландшафти, увагу приділяли основним
складовим його частинам, закрайки при цьому залишалися невивченими і не
дослідженими. Проте, є відомості про лісосмуги як захисні насадження та
їх роль як закрайок полів (Баранов В.А., 1982; Павловский Є.С., 1982,
1988; Остапенко Б.Ф., 1986; Балджі М.Д., 1997), а також дані (Баранов
В.А., 1982;) щодо зростання в них однорічних та багаторічних трав.

Наявність закрайок в агроекосистемах призводить до збільшення
біологічної різноманітності і стійкості агроландшафту в цілому. При
цьому в ньому відбуваються більш або менш помітні зміни. Зокрема, вони
впливають на поширення популяцій фітобіоти, визначають динаміку
популяцій, є значним резервом біотичного багатства. Крім того, закрайки
є проміжними ділянками, які слугують для міграції рослинних організмів,
впливають на розподіл ресурсів в агроекосистемі, виступають своєрідним
щитом на шляху вітрових потоків, захищають поля від вітрової та водної
ерозії. Фітобіота закрайок у значній мірі адсорбує надлишок речовин, які
негативно впливають на культурні рослини полів. Вона створює біотоп для
існування багатьох видів тварин, які знищують сільськогосподарських
шкідників (Балджі М.Д., 1997).

Широке поширення закрайок на сучасному етапі розвитку агросфери в
Україні визначає актуальність їх дослідження. Детальне вивчення
перехідних територій – екотонів необхідне не тільки для створення
оптимальної просторової структури агроландшафту, а й для пізнання
механізмів взаємодії його просторових складових. Виступаючи як
своєрідні джерела концентрації та трансформації інформаційних та
енергетичних потоків, а також як канал поширення фітобіоти, закрайки
поля є привабливим об’єктом для екологічного моніторингу. Дані
моніторингу мають цінність при прогнозуванні можливих змін в
агроекосистемах, біологічній різноманітності та агроландшафту в цілому.

Закрайки поля, площа яких постійно збільшується в агроландшафті,
відіграють важливу роль в підтриманні екологічного каркасу території і
повинні розглядатися як необхідні складові при створенні адаптивних
систем сільського господарства. Тому Закон України “Про Загальну
програму формування національної екологічної мережі України на 2000-2015
роки” надає важливої ролі утворенню екомереж, які сприяють міграції
видів і виступають засобами підтримання популяцій в змінених умовах
існування. Неронов В.В. (2001) такі екомережі називає “екотонними
коридорами”.

Тому дослідження та наукове обґрунтування екологічної ролі закрайків
поля в збережені фітобіотичної різноманітності в Україні, які
відповідають вимогам сталого розвитку агроекосистем, є новими.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження
проводились в Інституті агроекології та біотехнології УААН в 2003-2006
р.р. у відповідності з планами науково-дослідної Проблеми: “Теоретично
обґрунтувати і застосувати на практиці засоби та методи генетики,
екології для цілеспрямованого формування генетичної компоненти та
біорізноманітності сталих агроекосистем”; завдання “Розробити структуру
моніторингу біологічної різноманітності синантропної фітобіоти для
сегетальних агроекосистем України” (2001-2005 р.р., № д./р.
0101U003297).

Мета і завдання досліджень. Метою досліджень було теоретично
обґрунтувати та науково-методично оцінити екологічну роль фітобіоти
закрайок поля в агроекосистемах, зокрема в збереженні та поширенні
біологічної різноманітності та збалансованого розвитку агроландшафту.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

дати екологічну оцінку природно-історичних умов розвитку агроландшафту
регіону дослідження;

визначити роль екотонів у агроландшафті;

класифікувати екотони агроландшафту Правобережного Лісостепу;

виявити видовий склад фітобіоти у різних типах закрайків поля;

дослідити таксономічний та типологічний аналіз фітобіоти екотонів;

визначити зв’язки біоти закрайків поля з біотою агрофітоценозів;

визначити екологічну роль закрайків поля у збереженні біологічної
різноманітності агроландшафта;

розробити принципи направленого формування закрайок поля як елементу
агроландшафту.

Об’єкт дослідження – екологічні закономірності формування і
функціонування фітобіоти екотонів агроландшафту.

Предмет дослідження – місцеві популяції автотрофів в екотонах
агроландшафту та їх вплив на процеси, що протікають в агроекосистемах і
визначають її екологічний стан.

Методи дослідження:

польовий метод – відбір польового матеріалу в період вегетації рослин;

лабораторні методи — таксономічний метод (видове багатство
відображається відповідно до міжнародних вимог ботанічної номенклатури);
морфометричний метод дослідження екобіоморф та локальних популяцій in
situ; демекологічний метод in situ;

статистичні методи — комп’ютерні програми Statistica. Soft. Inc. 1995 та
комп’ютерні методи аналізу баз даних (програми MS Excel, MS Access).

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для Правобережного
Лісостепу України на основі власних досліджень і літературних даних
проведено комплексні дослідження фітобіоти екотонів та розроблено робочу
класифікаційну схему антропогенних екотонів у агроландшафті рівнинної
частини України, з застосуванням сучасних методів дослідження. Вперше
встановлено видовий склад судинних рослин екотонів агроландшафту
Правобережного Лісостепу, який налічує 610 видів вищих судинних рослин
та здійснено аналіз фітобіоти екотонів агроландшафту в різноманітних
аспектах (систематичному, біоморфологічному, екологічному). Виявлено
адвентивну фракцію фітобіоти екотонів та оцінено її за часом занесення,
способом поширення, ступенем натуралізації. Виявлено фітобіоту екотонів,
яка належить до рідкісних та зникаючих видів.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані експериментальні дані
дозволяють теоретично обґрунтувати та рекомендувати
сільськогосподарському виробництву заходи щодо екологобезпечного
використання природно-ресурсного потенціалу агроекосистем. Показана
доцільність присутності екотонів в агроландшафтах. Результати досліджень
включено до матеріалів рекомендацій з фітоценотичного контролю амброзії
полинолисної в Україні.

Особистий внесок здобувача. Автор безпосередньо брала участь у
проведені польових досліджень, виконанні лабораторних робіт та
статистичній обробці результатів, підборі та обробці літературних
джерел, теоретичному обґрунтуванні та аналізі одержаних результатів їх
узагальненні, розробці наукових положень та висновків досліджень.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації доповідалися на
4-тій науково-теоретичній конференції Українського наукового товариства
гербологів (Київ, 2004 р.) “Проблеми бур’янів і шляхи зниження
забур’янення орних земель”; Всеукраїнській науково-практичній
конференції “Теорія та практика заповідної справи в Україні” (Миколаїв,
2004 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції. “Современные
проблемы агрономической науки” (Сімферополь, 2005 р.), а також на
науково-практичному семінарі молодих вчених Інституту агроекології та
біотехнології УААН (2005 р.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 11 наукових праць, в тому
числі 3 статті в фахових виданнях, тези доповідей у матеріалах
конференцій, науковий довідник “Наукові назви польових бур’янів” та
“Рекомендации по фитоценотическому контролю амброзии полынолисной в
Украине ”.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, огляду
літератури, матеріалів та методів досліджень, 4 розділів
експериментальної частини, висновків, рекомендацій виробництву, списку
використаних джерел та додатків. Загальний обсяг дисертаційної роботи
складає 145 сторінок друкованого тексту, 30 рисунків, 29 таблиць.

основний зміст роботи

Огляд літератури. При огляді наукових джерел з досліджуваної проблеми
розглянута ієрархія екотонів їх класифікація та функції. Крім того,
розглянуті складові мікро-, мезо-, макро- та мегаекотонів.

На основі здійсненого аналізу теоретичних розробок і експериментальних
даних створено робочу класифікаційну схему екотонів рівнинної частини
України (рис.1.). Де показано, що серед екотонів міжфаціального рівня
поширені міжсегетальні або власне агроекотони, прилісосмугові або
культурфітоценозо-сегетальні та напівприродно-сегетальні, що формуються
між польовими екосистемами та фрагментами колишньої природної
рослинності. Наведений аналіз екологічної ролі екотонів у збереженні
фітобіотичної різноманітності, стану фітобіоти досліджуваних екотонів в
Україні надало можливість обґрунтувати актуальність і перспективність
дисертаційної роботи.

Методика і умови проведення досліджень. В основу роботи покладені
матеріали польових досліджень, зібрані автором протягом 2003-2005р.р. на
території Одещини в районах, які відносяться до Правобережного
Лісостепу.

Описи фітобіоти екотонів здійснювалися в результаті детального
маршрутного обстеження. При цьому використовували модифікований метод,
що поєднує суть та структуру обстежень, передбачених методикою Маркова
М.В. та Кулікової Н.М. (1964) та Туганаєва В.В (1984), з методом
закладання облікових ділянок, запропонованого Уіттекером Р. (1984).

Фітоценотична роль окремого виду або його “фітоценотичну значущість”
(Тахтаджан А.Л., 1984) оцінювали, спираючись на узагальнення ознак,
зокрема трапляння, рясність, проективне покриття за відомими методами
(Туганаев В.В., 1984, Іпатов В.С., 1962, Комаров М.Ф., 1940, Мальцев
А.І. 1962, Протопопова В.В. 1991). Частоту трапляння визначали за шкалою
Любарського Є.Л. (1974). Рясність за шкалою – Комарова М.Ф. (1940). При
визначені таксономічної належності видів рослин використані матеріали
наукового гербарію KW, дані літературних джерел.

Для вивчення видової різноманітності фітобіоти був використаний
класичний морфолого-екологічний метод. Біоморфологічна структура видів
вищих судинних рослин визначалась за лінійною системою життєвих форм
Голубєва В.М. (1972) та Раункієра К. (1934).

Екологічна структури фітобіоти визначалась за Базілєвич Н.І. (1986),
еколого-фітоценотичної структури за Бельгардом А.Д. (1950) за методом
кількісного градієнтного аналізу континуумів з використанням
еколого-флористичної класифікації (Абдулін М.Р., Міркін Б.М. 1995;
Кучерова С.В., Міркін Б.М. 2001; Миронова С.І.  1999) провели
дослідження фітобіти напівприродного екотону. Для порівняльної оцінки
фітобіоти використали коефіцієнт гемеробії (Яцковяк Б., 1990; Кмель Ж.,
1993, Дідух Я.П., Бурда Р.І. 2003)

Порівняльний аналіз виконано з використанням комп‘ютерної програми
Statistica.Soft.Inc.1995 та за допомогою комп‘ютерних методів аналізу
баз даних (програми MS Excel, MS Access).

Результати та їх обговорення

Екологічна оцінка природно-історичних умов регіону досліджень. Крім
природо-історичних умов, які склалися на території дослідження протягом
багатьох років проведено аналіз едафо-кліматичних особливостей району
дослідження. В основному визначали зміну температури в 2003-2005 р.р., а
також стан ґрунтів на сьогоднішній день.

У розділі дана характеристика рослинності району дослідження, складені
відносно геоботанічного районування та за власними спостереженнями.
Встановили, що територія Правобережного Лісостепу належить до
Голарктичного домініону, Європейської степової області, Лісостепової
підобласті, Східноєвропейської лісостепової провінції дубових лісів,
остепнених лук та лучних степів, Української лісостепової підпровінції,
яка включає Південнокординський округ пухнасто- і звичайнодубових лісів
та різнотравно-злакових степів, Південноподільського округу дубових
лісів та лучних степів. Котовського геоботанічного району південного
варіанта лучних степів і перехідних до різнотравно-типчаково-ковилових
степів, лучно-галофільної рослинності і звичайно дубових лісів, та
Кодимо-Савранського геоботанічного району скельно дубових і звичайно
дубових лісів та південного варіанта лучних степів.

Під дією антропогенних чинників рослинність досліджуваної території
зазнає значних змін. Головним чинником є розорювання території близько
82%, під дією якого зменшуються природні території та чисельність
природної рослинності. При антропогенних впливах видовий склад стає
біднішим, з природних угруповань зникають представники аборигенної
групи, на їх місці з’являються нові, які не завжди є корисними для даної
природної групи. Співвідношення видів в складі рослинних угруповань з
регресивними та прогресивними типами поширення завжди буде постійно
збільшуватися в бік останніх.

Таксономічна структура фітобіоти екотонів. На території дослідження
виявлено 610 видів судинних рослин, які відносяться до 326 родів та
належать до 84 родини (табл.1).

Родинний спектр провідних родин фітобіоти екотонів складають Asteraceae
– 90 видів (15%), Poaceae – 48 (8%), Fabaceae – 46 (7,5) та Lamiaceae –
44 (7,2%) та Rosaceae – 29 (5%). До перших п’ятнадцяти родин в родовому
спектрі також

Таблиця 1

Видова різноманітність фітобіоти екотонів Правобережного Лісостепу за
роки дослідження

Таксоно-

мічна одиниця За роки дослід-

ження 2003 р.

2004 р. 2005 р.

Чисель-

ність частка від заг., % Чисель-

ність частка від заг., % Чисель-

ність частка від заг., %

Родина 84 48 59,3 73 90,1 78 96,3

Рід 326 174 53,4 277 85 318 97,5

Вид 610 270 44,3 483 77,9 558 91,5

увійшли родини Brassicaceae, Scrophulariaceae, Boraginaceae,
Caryophyllaceae, Ranunculaceae, Apiaceae, Rubiaceae, Liliaceae,
Chenopodiaceae, Polygonaceae чисельність видів в цих родинах коливається
від 28 до 11 видів (рис. 2.).

Рис. 2. Видовий спектр провідних родин фітобіоти екотонів
Правобережного Лісостепу

Близько 41,4% відносяться родини, видова різноманітність яких
представлена незначною частиною видів. Чисельність в них коливається від
1 до 9 видів.

Видове багатство фітобіоти в районі дослідження визначено в різних типах
екотонів та напівприродних урочищах. До напівприродних урочищ в
агроландшафті віднесли степове та лісове урочища. Фітобіота даних
територій є визначальною при формуванні рослинності району дослідження.

За нашими спостереженнями в степовому урочищі Лиса гора виявлено 349
видів з 202 родів, які відносяться до 53 родин, (57%) загальної
чисельності видів судинних рослин. Фітобіота лісового урочища
характеризується наявністю 230 (37%) видів судинних рослин.

На облікових ділянках напівприродного екотону, видова різноманітність
якого складає 255 (42%) чисельність видів зростала в бік степу Із зміною
видової різноманітності змінювалося і проективне покриття, чим ближче до
зовнішнього краю узлісся, межі з степовим урочищем, проективне покриття
становило 85-90%. При цьому відбувалося заміщення видів, лісові
угруповання фітобіоти поступово замінювалися лісо-лучними,
лучно-степовими та степовими видами (рис.3.).

Рис. 3. Зміна еколого-ценотичного спектру видів в транссекті ліс-степ

Аналіз фітобіоти за коефіцієнтом подібності між ділянками показав
закономірність більш високого коефіцієнта між сусідніми обліковими
ділянками і його зниження із збільшенням відстані (рис.4.)

Найбільшою видовою подібністю характеризуються сусідні ділянки 14х15
Kj=0,66 та 1х2; Kj=0,44 та 2х3 Kj=0,41. Внутрішньофітоценотичне
варіювання структури в угрупованнях ілюструє нерівномірний „зубчастий”
характер кривої (рис.4.). Це залежить як від мозаїчності фітобіоти і
зміни середнього значення коефіцієнту видової різноманітності в
транссекті, так і інтенсивності зміни видів в облікових ділянках.

Фітобіоту міжсегетальних фітоценозів вивчали між посівами зернових
(озима пшениця, озимий ячмінь), між просапними (соняшник, кукурудза,
цукровий буряк), між озимими та ярими зерновими колосовими між
просапними культурами та між

Рис. 4. Зміна значення коефіцієнту Жаккара між сусідніми ділянками в
транссекті

просапними і кормовими. Чисельність фітобіоти в екотонах варіювалась від
74 (12%) видів (між озимою пшеницею та ярим ячменем) до 139 (23%) видів
(між ярим ячменем та соняшником) (табл.2).

Таблиця 2

Варіювання видового багатства фітобіоти в різних типах екотонів,
напівприродних територіях та агроценозах за 2003-2005 р.р.

Серед міжкультурфітоценозо-сегетальних екотонів досліджувалися
полезахисні лісові насадження різного видового складу. Нами вивчався
видовий склад дубової, робінієвої, гледичієвої, дубово-робінієвоїі,
робінієво-гледичієвої, горіхової та кленової лісосмуг. Чисельність
фітобіоти в культурфітоценозах за роки дослідження змінювалася від 76
видів в робінієво-гледичієвій до 131 в дубово-робінієвій, що відповідно
становило 12,4% та 21,3 % загальної чисельності видів.

Видова різноманітність агроценозів представлена в основному бур‘янами.
Найбільше видів відмічено в посівах кукурудзи 58 видів. В інших
культурах чисельність видів коливається від 39 видів (6%) поширених в
соняшнику до 55 видів (9%) в посівах ярого ячменю.

Вивчаючи та аналізуючи частоту трапляння видів на території дослідження
встановили, що фітобіота у різних типах екотонів належать до різних
класів трапляння. В культурфітоценозо-сегетальних екотонах чисельність
видів вищих рослин, які належать до найвищого класу трапляння (понад
81%) змінюється від 5,5 видів у робінієвій до 30,25 видів у
дубово-робінієвій лісосмугах. В усіх досліджуваних культурфітоценозах
число видів в основному відносяться до третього класу трапляння і
коливається від 21,25 (3%) у кленовій до 40,75 (6,7%)у горіховій
лісосмугах.

В міжсегетальних екотонах спостерігалась аналогічна ситуація.
Чисельність видів змінювалася від 16,25 видів (2,6%) між посівами озимої
пшениці та ярого ячменю до 55,5 (9%) видів між посівами озимої пшениці.
Це свідчить про те, що на дослідних ділянках частота трапляння
відмічених видів в основному становить 21-40%.

В напівприродних урочищах частота трапляння фітобіоти в перших трьох
класах становить близько 68% видів (11%). В агроценозах 85% фітобіоти
належить до 3-6 класів трапляння чисельність видів в них коливається від
3,5 (1%) видів до 22,25 (3,6%) видів.

Рясність фітобіоти в екотонах агроландшафту Правобережного Лісостепу
розподілилась наступним чином. В культурфітоценозах основна частина
фітобіоти належить до першого (1 особина на м2) та другого (2-4 особини
на м2 ) класу рясності. В міжсегетальних екотонах основна частина видів
належить до 1-3 класів рясності. Число видів них змінювалась від 8,75 до
59,5 видів. Рясність 6 класу (>32 особин на м2) в міжсегетальних
екотонах коливається від 1 до 9,75 видів. В напівприродних урочищах 79%
належать до 2 класу рясності.

( ? @

h

j

l

oe

. x 1/4

>

@

t

°

e

мезофітів 61 вид, мезоксерофітів — 43 та психpомезофітів – 40 видів, що
відповідно становить 10,2% : 7,3% : 6,5% від їх загальної чисельності.

За еколого-ценотичними показниками нами встановлено, що фітобіота
екотонів належить до сільвантів, пратантів та степантів 140, 116 та 99
видів, що відповідно становить 23%, 19% та 16% від загальної чисельності
(табл.4).

Таблиця 3

Екологічна структура фітобіоти екотонів Правобережного Лісостепу за

класифікацією Базілєвич Н.І.

Близько 19% досліджуваної фітобіоти належить до синантропантів.Так
Anagallis arvensis L., Cannabis ruderalis Janisch., Capsella
bursa-pastoris (L.) Medik., Carduus acanthoides L., Cirsium setosum
(Willd.) Besser, Consolida regalis S. F. Gray, Elytrigia repens (L.)
Nevski, Galium aparine L., Sinapis arvensis L., Thlaspi arvense L.,
Tripleurospermum inodorum (L.) Sch. Bip та інші, крім агроценозів
відмічені в культурфітоценозах, міжсегетальних екотонах та в
напівприродних урочищах.

Таблиця 4

Еколого-ценотична структура фітобіоти екотонів Правобережного Лісостепу

За життєвими формами в фітобіоті екотонів переважають трав‘янисті
рослини, серед яких основна частина 53% належить до багаторічних трав,
різноманітність їх збільшувалась від 136 видів (відмічено в 2003 р.) до
298 видів в 2005 р.(табл.5.). Майже 36% становлять малорічники серед
них 152 види (25%) відносяться до однорічних трав. Крім вище зазначених
10 % видів фітобіоти становлять дерева та кущі.

Таблиця 5

Типологічний аналіз фітобіоти за життєвою формою 2003- 2005 р.р.

За показником екобіоморфи K.Раункієра (1934) виявилося, що до
фанерофітів належать 36 видів рослин, до хамефітів – 33, до
гемикриптофітів — 296, до геофітів -24, до терофітів – 221 (табл.6).

Таблиця 6

Екобіоморфа фітобіоти екотонів в агроландшафті Правобережного Лісостепу
за К. Раункієром

Для оцінки фітобіотичної різноманітності у сільськогосподарському
ландшафті значущим якісним показником служить антропотолерантність або
гемеробія видів фітобіоти на певній території (табл.7, рис. 5). За
коефіцієнтами гемеробії, гетерофілії

Таблиця 7

Порівняльна оцінка фітобіоти екотонів за інтегральними показниками в
агроландшафтах Правобережного

Лісостепу наприкладі Одеської області 2003-2005 р.р.

Рис. 5. Порівняльна оцінка фітобіоти екотонів за інтегральними
показниками в агроландшафтах Правобережного

Лісостепу наприкладі Одеської області 2003-2005 р.р.

Примітка. Літерою позначено типи культурфітоценозів та напівприродних
урочищ: Л – ліс, С – степ, У – узлісся, Д- дубова лісосмуга, Р –
робінієва, Г – гледичієва, ДР – дубово-робінієва, РГ –
робінієво-гледичієва, ГХ – горіхова, К – кленова лісосмуга; цифрами
позначені міжсегетальні екотони 1-між озимою пшеницею, 2-між озимими
пшеницею та ячменем, 3-між озимою пшеницею та ярим ячменем, 4 -між
озимою пшеницею та соняшником, 5-між озимою пшеницею та кукурудзою,
6-між озимою пшеницею та горохом, 7-між ярим ячменем та гречкою, 8 — між
ярим ячменем та соняшником, 9-між соняшником та кукурудзою, 10-між
цукровим буряком та кукурудзою, 11-між цукровим буряком та гречкою,
12-між кукурудзою та люцерною, 13 -між люцерною та конюшиною, 14 –між
ярим ячменем, 15 – між озимим ячменем та кукурудзи

та гемерофобії проведений порівняльний аналіз фітобіоти окремих
екосистем, що належать до різних ступенів гемеробії агроландшафту
(напівприродні лісові та степові, міжфаціальні екотони – лісосмуги,
польові дороги, закрайки поля). За спектрами гемеробії види фітобіоти
вивчених екосистем характеризуються як такі, що мають високий ступінь
антропогенної трансформації з наявністю в угрупованнях значної частка
гемерофільних видів. Проте, у фітобіоті напівприродних екосистем, які в
культурфітоценозах, наявні гемерофобні види, які визначають ці території
осередками цінних генетичних ресурсів рослин.

Заносна фракція фітобіоти відноситься до синантропних екотопів, зокрема,
селітебного та сегетального. В результаті аналізу адвентивної фітобіоти
екотонів за показниками часу занесення, ступеню натуралізації та способу
поширення відмічено, що серед заносних рослин за часом занесення
переважають археофіти 80 (58,4%) видів, за ступенем натуралізації –
епекофіти 105 видів (77%), а за способом поширення – аколютофіти 69
(50,4%) видів (табл. 8). Існує певна пряма залежність між ступенем
натуралізації та часом занесення адвентивних рослин. Із 105 видів
епекофітів переважна більшість (67) археофітами, та 38 — кенофітами.

Таблиця 8

Спектр різноманітності заносних видів судинних рослин в екотонах
агроландшафту Правобережного Лісостепу в 2003-2005 р.р.

Вивчаючи видову різноманітність фітобіоти екотонів агроландшафтів
Правобережного Лісостепу України нами було відмічено, що серед природної
рослинності присутні види вищих судинних рослин, які відносяться до
рідкісних та зникаючих. Серед них представники родин Ranunculaceaea
Pulsatilla grandis Wender., Pulsatilla pratensis Storck; Fabaceae
Astragalus dasyanthus Pall.; Lamiaceae Scutellaria verna Besser;
Alliaceae Allium ursinum L.; Amaryllidaceae Galanthus elwesii Hook. F.;
Orchidaceae Platanthera bifolia (L.) Rish.; Poaceae Stipa capillata L.,
Stipa lessingiana Trin. &. Rupr. В основному види фітобіоти, які
потребують особливої охорони за Червоною книгою України належить до ІІ
та ІІІ категорій.

Принципи формування закрайок поля як елементу агроландшафту. В
результаті досліджень виявилося, що 19% видової різноманітності екотонів
належить до сегетальної та рудеральної фітобіоти. Для того щоб зменшити
їх чисельність та збільшити видову різноманітність видів, які характерні
для природних територій району дослідження було виділено три основні
принципи формування закрайок поля. Ці принципи полягають:

1) в розвиткові дійових мір, для поновлення природної різноманітності
закрайок, рослинність яких зменшилася в наслідок господарської
діяльності;

2) в створенні методів управління, які будуть запобігати поширенню
сегетальних видів, особливо адвентивних;

3) в створення методів управління, які б сприяли поширенню природної
різноманітності, корисної для людини та для навколишнього середовища.

Перші два принципи висвітлено в рекомендаціях фітоценотичного контролю
Ambrosia artemisiifolia L.

Для поширення природної різноманітності на закрайках поля, корисної для
людини та навколишнього середовища запропоновано засівання закрайок поля
багаторічними медоносними рослинами, зокрема, ехінацеєю пурпуровою
Echinacea purpurea (L.) Moench.

ВИСНОВКИ

Показано, що раціональне (збалансоване) ведення сільськогосподарського
виробництва можливе лише за умов безперервного агроекологічного
моніторингу фітобіоти екотонів агроландшафтів та формування принципів
закрайок поля як елементів агроландшафту.

Вперше встановлено видову різноманітність екотонів агроландшафту
Правобережного Лісостепу, яка складає 610 видів вищих судинних рослин,
що відносяться до 84 родини та 326 родів.

Розроблено робочу класифікаційну схему екотонів рівнинної частини
України. Основні принципи, якої полягають у положенні екотнів в рельєфі
(тип макроекотопу), фітоценозі статичних сусідніх екосистем, межею яких
вони є (міжсегетальні, міжкультурфітоценозо-сегетальні та
міжнапівприродно-сегетальні екотони) та характеру едафотопу.

За частотою трапляння фітобіоти екотонів виявлено, що всі види вищих
судинних рослин належать до різних класів трапляння. Чисельність їх у
1-3 класах є переважаючою і становить 85% видів, що свідчить про високий
рівень поширення. За показником рясності 59% видів міжсегетальних
екотонів належать до 2-4 класів.

Встановлено, що в екологічному спектрі в екотонах агроландшафту
Правобережного Лісостепу домінують мезофітна та ксерофітна групи
судинних рослин, представлена 335 (55%) та 131 (21%) видів. 322 (53%)
види належить до багаторічних трав та до однорічників 152 види (25%). За
еколого-ценотичною структурою види належать до сільвантів 140 (23%),
степантів 198 (32%) та пратантів 116 (19%) .

Виявлено, що в агроландшафті Правобережного Лісостепу поширена фітобіота
різного ступеню антропогенної трансформації. Це є підставою для
збереження фітобіотичної різноманітності за певного спрямованого
планування та управління агроландшафтом. Зібрана інформація дозволяє
оцінити гемеробію фітобіоти, яка послужить конкретним обґрунтуванням для
добору елементарних одиниць при формуванні локальних ланок Національної
екологічної мережі, що забезпечить умови для збереження і підтримання
біологічної різноманітності в агроландшафті.

Виявлено, що 22,4% видів рослин екотонів є адвентивними, серед яких за
часом занесення переважають археофіти 80 видів (58,4%), за ступенем
натуралізації – епекофіти 105 видів (77%), а за способом поширення –
аколютофіти 69 (50,4%) видів. Це пов‘язано із значним антропогенним
навантаженням.

Визначено, що природна рослинність екотонів налічує 25 рідкісних видів
судинних рослин. З них 3 види включено до Європейського Червоного
списку, 9 видів – до Червоної книги України, решта є рідкісними для
Одеської області. В основному види, які потребують охорони належать до
зникаючих та вразливих.

Запропоновано три основні принципи формування закрайок поля та зменшення
сегетального потенціалу фітобіоти на них. Ці принципи полягають: а) в
надновому обґрунтуванні дійових заходів спрямованих на поновлення
природної різноманітності закрайок, рослинність яких зменшилася в
наслідок господарської діяльності; б) в розробці методів управління, які
будуть запобігати поширенню сегетальних видів, особливо адвентивних; в)
у використанні методів управління, які б сприяли поширенню природної
різноманітності, корисної для людини та для навколишнього середовища.

Рекомендації виробництву

Проведені дослідження фітобіоти екотонів Правобережного Лісостепу та
отримані результати дозволять надати наступні рекомендації:

При проведенні екологічної оцінки агроландшафтів з урахуванням екотонів
міжфаціального рівня – закрайок поля, доцільно використовувати
застосований в роботі комплексний біогеоценотичний підхід. Такий підхід
доцільно використовувати також для моніторингу земель включених в
сільськогосподарську діяльність, а також для об‘єктів що потребують
спостереження, приоритетного розвитку та охорони.

Результати досліджень фітобіоти екотонів різних типів можуть бути
використані при плануванні агроландшафтів різних зон України.

Вважати за доцільне включення закрайок поля різних типів до складу
агроландшафтів, та до структурних елементів екологічної мережі України.

З метою охорони унікальних видів фітобіоти, поширеної в екотонах
Правобережного Лісостепу, як важливих осередків природного різноманіття,
сумісно з природоохоронними організаціями та землекористувачами
розробити заходи щодо їх охорони та збереження.

Список робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Бурда Р.І., Ткач Є.Д. Антропогенні екотони агроландшафтів та їх
фітобіота // Агроекологічний журнал. –2004. – №1. – С. 3–9. (Особисто
дисертантом проведено обробку, аналіз та узагальнення літературних даних
відносно екотонів, сформульовано висновки).

2. Бурда Р.І., Власова Н.Л., Коломієць Г.В., Мировська Н.В., Ткач Є.Д.
Порівняльна оцінка різноманітності фітобіоти за гемеробією в
агроландшафтах України // Український ботанічний журнал. – 2004. – Т.61,
№3. – С. 37 – 46. (Особисто дисертантом проведено експериментальні
дослідження території екотонів, проведена їх статистична обробка, аналіз
та узагальнення).

3. Ткач Є.Д. Рідкісні та зникаючі види фітобіоти екотонів в агро
ландшафті Правобережного Лісостепу // Науковий вісник Ужгородського
університету. Серія: Біологія. – 2006. – Випуск 19. – С. 102–106.

4. Бурда Р.І., Власова Н.Л., Мировська Н.В., Ткач Є.Д. Оцінка у
фітобіотичному моніторингу засміченості ґрунту насінням бур’янів //
Вісник Харківського національного аграрного університету. – 2004. – № 4.
– С. 252-256. (Особисто дисертантом опрацьовано польовий матеріал,
проведено його аналіз та узагальнення, сформульовано висновки до
роботи).

5. Патика В.П., Ткач Є.Д. Аналіз фітобіоти напівприродного екотону
Правобережного Лісостепу // Корми та кормовиробництво. Науковий
тематичний збірник – Вінниця: Діло, 2005. – Вип.55. – С. 100-106 .

6. Рекомендации по фитоценотическому контролю амброзии полынолистной в
Украине // Марьюшкина В.Я., Бурда Р.И., Ткач Е.Д.; Под. ред. В.Ф.
Патыки. – К.: Логос, 2003. – 16 с. (Особисто дисертантом проведено
експериментальні дослідження, їх статистична обробка, аналіз та
узагальнення, сформульовано висновки частини, яка стосується теми
дисертації).

7. Бурда Р.І. Власова Н.Л., Мировська Н.В., Ткач Є.Д. Наукові назви
польових бур’янів. Довідник. – К., 2004. – 95 с. (Особисто дисертантом
проведено статистичну обробку, аналіз та узагальнення матеріалів
роботи).

8. Бурда Р.І., Власова Н.Л., Мировська Н.В., Могильник Ж.В., Ткач Є.Д.,
Патика В.П. Про базу даних “Фітобіота сегетальних екосистем України” //
Проблеми бур’янів і шляхи зниження забур’янення орних земель: Матеріали
4-тої науково-теоретичної конференції Українського наукового товариства
гербологів (3-4 березня, 2004 р.). – К.: Колобіг, 2004. – С. 93-97.

9. Ткач Є.Д. Фітобіота міжсегетальних екотонів Правобережного Лісостепу
// Проблеми бур’янів і шляхи зниження забур’янення орних земель:
Матеріали 4-тої науково-теоретичної конференції Українського наукового
товариства гербологів (3-4 березня, 2004 р.). – К.: Колобіг, 2004. – С.
97-103.

10. Ткач Є.Д. Культурфітоценозо-сегетальні екотони, джерела фітобіоти в
агроландшафті Правобережного Лісостепу // Современные проблемы
агрономической науки: Материалы Всеукраинськой научно-практической
конференции (23-25 мая, 2005г.). – Симферополь, 2005. – Вып. 91. – С.
122- 128.

11. Ткач Є.Д. Степова еталонна ділянка Правобережного Лісостепу, Лиса
гора (Одеська обл.), як елемент екологічної мережі України // Теорія і
практика заповідної справи в Україні: Матеріали Всеукраїнської
науково-практичної конференції (18-19березня, 2004р.). – Київ, 2005. –
Т. 63. — с. 97-101.

Анотації

Ткач Є.Д. Фітобіота екотонів у агроландшатфі Правобережного Лісостепу. –
Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за
спеціальністю 03.00.16 – екологія. – Київський національний університет
імені Тараса Шевченка, Київ, 2007.

Дисертаційну роботу присвячено вивченню фітобіоти екотонів агроландшафту
Правобережного Лісостепу. Розроблено робочу класифікаційну схему мезо-,
мікроекотонів агроландшафтів рівнинної частини України. Вона придатна
для побудови системи біомоніторингу екотонів у аграрному ландшафті. За
показниками видового багатства, частоти трапляння та рясності проведено
аналіз фітобіоти екотонів. Фітобіота екотонів нараховується 610 видів
судинних рослин, які належать до 326 родів, 84 родин. Проведено
систематичний, біоморфологічний та екологічний аналізи видової
різноманітності та аналіз видового складу судинних рослин окремих
екосистем, які належать до різного ступеню гемеробії агроландшафту.
Вивчено адвентивну фракцію фітобіоти екотонів (137 видів) за часом та
способом заносу, ступенем натуралізації. Встановлено, що серед
фітобіоти, поширеної в екотонах агроландшафту присутні 25 рідкісні види
судинних рослин. З них 3 види включено до Європейського Червоного
списку, 9 видів – до Червоної книги України, решта є рідкісними для
Одеської області. Запропоновано принципи формування закрайок поля для
поширення природної фітобіоти на цих територіях, які б сприяли сталому
розвиткові агроекосистем.

Ключові слова: фітобіота, екотон, закрайок поля, агроландшафт,
біологічна різноманітність, трапляння, рясність, гемеробія, адвентивна
фракція.

АННОТАЦИЯ

Ткач Е.Д. Фитобиота экотонов в агроландшафте Правобережной Лесостепи. –
Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по
специальности 03.00.16 – экология. – Киевский национальный университет
имени Тараса Шевченко, Киев, 2007.

Диссертационная работа посвящена изучению фитобиоты экотонов
агроландшафта Правобережной Лесостепи. Разработана рабочая
классификационная схема мезо-, микроэекотонов агроландшафтов равнинной
части Украины. Она пригодна для построения системы биологического
мониторинга экотонов в аграрном ландшафте. За показателями видового
разнообразия, встречаемости, обилия проведен анализ фитобиоты экотонов.
Фитобиота экотонoв насчитывает 610 видов сосудистых растений, которые
относятся к 326 родам, 84 семействам. Наибольшее количество видов
относится к семействам Asteraceae – 90 видов (15%), Poaceae – 48 (8%),
Fabaceae – 46 (7,5) та Lamiaceae – 44 (7,2%) та Rosaceae – 29 (5%).

За экологическими показателями установлено, что виды сосудистых растений
относятся к разным классам встречаемости. Более 85% видов относятся к
1-3 классу, что свидетельствует о высокой степени распространения.

Проведен систематический, биоморфологический и экологический анализ
видового разнообразия. В экологическом спектре в экотонах агроландшафта
Правобережной Лесостепи доминируют мезофитная и ксерофитная группы
сосудистых растений, которые представлены 335 (55%) и 131 (21%) видами.
При биоморфологическом анализе выяснили, что 322 (53%) вида относятся к
многолетним травам и 152 (25%) к однолетникам. За эколого-ценотической
структурой основную часть видов 74% составляют сильванты, степанты и
пратанты. Кроме того, 116 видов есть представителями
сегетально-рудеральной фитобиоты.

Анализ видового склада сосудистых растений отдельных экосистем, за
показателями гемеробии показал, что фитобиота экотонов, распространенная
в агроландшафтах, имеет разную степень антропогенной трансформации. Это
есть одним из положений для сохранения фитобиотического разнообразия при
планировании и управлении агроландшафтом. Собранная информация позволяет
оценить гемеробию фитобиоты, которая послужит конкретным объяснением при
подборе и формировании элементарных единиц локальных территорий
Национальной экологической сети, что обеспечит условия для сохранения и
поддержания биологического разнообразия в агроландшафте.

Изучена адвентивная фракция фитобиоты экотонов (137 видов) за временем и
способом занесения, степенью натурализации. Установлено, что среди
фитобиоты, которая распространена в экотонах агроландшафта встречается
25 редких видов сосудистых растений к ним относятся Allium ursinum L.,
Astragalus dasyanthus Pall., Galanthus elwesii Hook. F., Platanthera
bifolia (L.) Rish., Pulsatilla grandis Wender., Pulsatilla pratensis
Storck, Scutellaria verna Besser, Stipa capillata L., Stipa
lessingiana Trin. &. Rupr. и другие. Из них 3 вида включены в
Европейский Красный список, 9 видов – к Красной книге Украины, остальные
охраняются в Одесской области.

Предложены три основных принципа формирования окраин полей для
распространения природной растительности и снижения сегетального
потенциала фитобиоты на этих территориях. Эти принципы заключаются: а) в
новейшем объяснении и применении действий направленных на обновление
природного разнообразия закраек, растительность которых стала меньше, в
результате хозяйственной деятельности; б) в разработке методов
управления, которые будут предупреждать распространение сегетальных
видов, в особенности адвентивных; в) в использовании методов управления,
которые б способствовали распространению природного разнообразия,
полезного для человека и для окружающей среды.

Ключевые слова: фитобиота, экотон, окраина поля, агроландшафт,
биологическое разнообразие, встречаемость, обилие видов, гемеробия,
адвентивная фракция.

ANNOTATION

Tkach Е.D. The fitobiota of ecotones in agrolandscape Right-bank
Forestry-steppe. – А manuscript.

Dissertoin for the candidate of biological science degree in specialty
03.00.16 — ecology. — Kyiv National Taras Shevchenko University, Kyiv,
2007.

Thethes is devoted a special study of ecotones’ at the fitobiote the
agrolandscapes of Right-bank Forestry-steppe zone. It was developed the
working classification scheme of meso – and microecotones at the
agrolandscapes of Ukraine’s flat part.

This scheme is favourable for creating the system of the ecotones
biomonitoring for the agrarian landscape.

The analysis of fitobiote of the ecotones was carried bythe help of the
parameters of specific variety, occurrence, and abundance. The
fitobiotes of the ecotones include 610 species of vascular plants which
concern to 326 generas, to 84 families. The regular, biomorphological
and ecological analysis of the specific variety and also the analysis of
a specific warehouse of vascular plants of separate ecosystems which
concern to different degrees of landscape’s gemerobia werecarried out.
The adventitious fraction of fitobiote of the ecotones (137 species) is
investigated by the time way of entering, and degree of naturalization.
It is established, that there are 25 rare species of vascular plants
among fitobiote of ecotones at the agrolandscapes. Among 3 species are
included to the European Red list, and 9 species — to the Red book of
Ukraine. Other species are rare for the Odessa region. Principles of
formation of the suburbs of fields margins were developed for
distribution of natural fitobiote on this territory which would promote
sustainable development of agroecosystems.

Key words: fitobiota, ecotone, field margins, agrolandscape, biological
variety, frequency occurence, abundance, gemerobia, vegetation, allien
element.

Похожие записи