.

Морфофункціональні основи формування морського фітобентосу: Автореф. дис… д-ра біол. наук / Г.Г. Мінічева, НАН України. Ін-т біології півден. морів

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 2990
Скачать документ

Нацiональна Академiя Наук України
Iнститут бiологiї пiвденних морiв iм. О.О.Ковалевського

Мiнiчева
Галина Григорiвна

УДК 581.526.323

МОРФОФУНКЦIОНАЛЬНI ОСНОВИ ФОРМУВАННЯ
МОРСЬКОГО ФIТОБЕНТОСУ

03.00.17 — гідробіологія

Автореферат
дисертацiї на здобуття наукового ступеня
доктора біологічних наук

Севастополь – 1998

Дисертацiєю є рукопис

Робота виконанa в Одеськiй фiлiї Інституту біології південних морів
ім. О.О. Ковалевського НАН України, м.Одеса

Науковий консультант Академiк НАН України,
доктор бiологичних наук, професор,
Зайцев Ювеналiй Петрович,
ОФ IнБПМ НАНУ,
головний науковий спiвробiтник
Офіційні опоненти: доктор біологічних наук,
молодшій науковий співробітник,
?горов Вiктор Микола?вич,
IнБПМ НАНУ, зав. вiддiлом
доктор біологічних наук,
старший науковий спiвробiтник,
Корженевський Владiслав В’ячеславович
ДНБС, зав. вiддiлом

доктор географiчних наук,
старший науковий спiвробiтник,
Брянцев Валентин Олексiйович,
ПiвденНIРО, зав. вiддiлом

Провідна установа Одеський державний університет iм. I.I.Мечнiкова
біологічний факультет, м. Одеса

Захист вiдбудеться “_22_”_грудня__1998 р. о __11 годинi на засiданнi спецiалiзованої вченої ради Д 50.214.01 при Iнститутi бiологiї пiвденних морiв iм. О.О.Ковалевського НАН України за адресою: 335011, м. Севастополь, пр. Нахiмова, 2
З дисертацією можна ознайомитись у бiблiотецi Iнституту бiологiї пiвденних морiв iм. О.О.Ковалевського НАН України за адресою: 335011, м. Севастополь, пр. Нахiмова, 2

Автореферат розiсланий __11 листопада__1998 р.

Вчений секретар
спецiалiзованої вченої ради Д 50.214.01
кандидат бiологiчних наук О.Л.Неврова

Загальна характеристика роботи

Актуальність досліджень. В сучасних умовах, морські прибережні екосистеми стали мішенню концентрованого удару антропогенних факторів. Сільськогосподарські, промислові, побутові стоки, пароплавство, гідротехнічне будівництво, рекреація, здійснюють беспосередній вплив на берегові ділянки моря, спричиняють радикальні перебудови в структурно-функціональній організації біотичного компоненту, змінюють швидкість та направленість екологічних процесів, зменшують біорозмаїття (Zaitsev, 1992; Zaitsev, Mamaev, 1997; Zaitsev, Alexandrov, 1998).
В прибережних зонах автотрофний процес на 90-95% здійснюється за рахунок функціонування фітобентосу. На відміну від відкритих, пелагічних екосистем, де основну роль відіграє фітопланктон, на мілководних ділянках донна рослинність – головне джерело органічної речовини та енергії. Особливості структури та функціонування угрупувань фітобентосу беспосередньо зв’язані з рядом важливих гідрохімічних параметрів морського середовища, рівнем трофності, характером харчових ланцюгів, загальною інтенсивністю продуційно-деструкційних процесів. Закономірності організації угрупувань макрофітів – одна з важливих складових, необхідних при експертній оцінці, прогнозуванні та управлінні рослинними ресурсами та загальними екологічними обставинами в прибережних екосистемах. У зв’язку з цим, пошук механізмів та методів кількісного відображення закономірностей формування флористичного складу і продуційних параметрів автотрофних угрупувань водних екосистем водночас складає актуальну ботанічну, гідробіологічну, екологічну та соціально-економічну проблему.
Успіх рішення будь-якої проблеми значною мiрою залежать від адекватності обраних методів та підходів. Традиційний фітоценологічний метод оцінки донної рослинності зробив значний внесок у розвиток водної ботаніки та гідробіології, але при цьому значною мірою вичерпав свої теоретичні можливості. Новий напрямок морфофункціональної екології макрофітів, який почав свій розвиток в 70-ті роки, в теперішній час став основою формування методологічного апарату досліджень морських багатоклітинних водоростей (Хайлов, Парчевський, 1983; Хайлов, Празукін та ін., 1992). Розробленний в межах цього напряму комплекс показників, які грунтуються на параметрах активної поверхні водоростей-макрофітів (Мінічева, 1987, 1989), дав можливість використання морфофункціональних показників у ролі інструменту кількісного опису процесів формування структурно-функціональної організації фітобентосу. На цей час морфофункціональний підхід являє собою сучасний методологічний інструмент пошуку фундаментальних закономірностей, на основі яких можливе рішення практичних проблем діагностики, кількісного прогнозування та регуляції флористичного складу, біомаси та продуційних показників водної рослинності.
Мета роботи. На основі функціональної морфології водоростей-макрофітів розробити концепцію формування та прогностичну модель перебудови структурно-функціональної організації угрупувань морського фітобентосу залежно від інтенсивності автотрофного процесу, який забезпечується комплексом умов водної екосистеми. Для досягнення вказанної мети вирішувались такі завдання:
– аналіз сучасних досліджень водоростей-макрофітів для визначення місця та значення морфофункціонального напряму;
– формування методологічного апарату морфофункціональної оцінки фітобентосу;
– розробка теоретичного уявлення про механізм формування структури та функції водної рослинності при збільшенні потоку речовини та енергії, який проходить через угрупування;
– кількісний опис за допомогою комплексу морфофункціональних показників закономірностей формування флористичного складу, біомаси та продукції популяції фітобентосу при зміні інтенсивності автотрофного процесу;
– дослідження закономірностей впливу якості водного середовища та субстратів на формування морфофункціональних параметрів водної рослинності;
– оцінка сучасного стану та виявлення тенденцій зміни морфофункціональної організації фітобентосу в прибережній зоні українського шельфу Чорного моря;
– проведення на підставі методу серії прогнозних розрахунків очікуваних змін у флористичному складі та функціональних параметрах донної рослинності різних ділянок українского узбережжя Чорного моря.
Наукова новизна. На основі системно-ієрархічної методології та оригінального уявлення структури угрупування у формі чисельних рядів популяцій із зростаючою функціональною активністю, запропоновано механізм формування структурно-функціональної організації фітобентосу залежно від інтенсивності потоку речовини та енергії, який проходить через угрупування.
За допомогою комплексу морфофункціональних показників
встановлені та кількісно описані фундаментальні закономірності формування флористичногоскладу,біомаси та продукції угрупування морського фітобентосу залежно від інтенсивності автотрофного процесу, який здіснюєтся в екосистемі.
На основі запропонованої концепції о кількісній відповідності ряду функціональної активності флористичного складу до інтенсивності минаючего кріз угруппування потоку речовини та енергіі, а також коефіцієнтів емпіричних залежностей описуючих цю відповідність, розроблена математична модель перебудови структурно-функціональної організації фітобентосу, яка вперше для водних угрупувань дозволяє теоретично розраховувати види, які випадуть із структури угрупування, та види, які отримають пріоритет розвитку при зміні в екосистемі швидкості екологічних процесів. На основі теоретичних досліджень моделі викладено механізм зміни домінантів рослинних угрупувань при евтрофікації екосистем та закономірності динаміки продуційних параметрів автотрофних угрупувань, для всього можливого спектру інтенсивності продукційного процесу, від оліготрофних до гіпертрофних умов.
Викладена залежність між морфофункціональною організацією водної рослинності та якістю морського середовища. Описані послідовні ієрархічні реакції макрофітів на збільшення трофності водного середовища, інтергальний результат яких спричиняє радикальні зміни у морфофункціональній фізіономії угрупувань при переході від оліготрофних до евтрофних умов. Вперше на кількісній основі, за допомогою оцінки морфофункціональних параметрів угрупування донної рослинності запропонована трофо-сапробіонтна класифікація якості водного середовища. Обгрунтовано падіння ролі фітобентосу як об’єкта самоочищення водного середовища при переході в екосистеми з високим рівнем трофності.
За допомогою морфофункціонального підходу викладена характеристика сучасного стану прибережного фітобентосу українського узбережжя Чорного моря. Аналіз тенденцій тривалої динаміки структурно-функціональної організації угрупувань макрофітів за останній 40-річний період дозволив відзначити з початку 90-х років достовірне зниження інтенсивності автотрофного процесу у бентосній рослинності, яке пов’язане з тенденцією зниження евтрофікації північно-західної частини Чорного моря.
Практична значимість. На основі моделі перебудови структурно-функціональної організації фітобентосу розроблена прикладна програма для ЕОТ “Фітоекспертиза”, яка являє собою універсальний автоматизований інструмент експертної оцінки стану донної рослинності, експрес-діагностики якості водного середовища та кількісного прогнозування змін структурних та функціональних параметрів фітобентосу.Дана програма може бути використана для вирішення комплексу прикладних питань охорони та експлуатації прибережних екосистем в умовах різного рівня трофності.
На основі індивідуальної функціональної активності макрофітів, розроблен метод встановлення видів, які стануть перспективними об’єктами морекультури або складуть основу промислових ресурсів, при змінах в екосистемі рівня трофності, що дає можливість планування біотехнологічних розробок з урахуванням тенденцій екологічної ситуації, яка складається в екосистемі.
Кількісні залежності між морфофункціональною організацією фітообростання та концентрацією фітопозитивного субстрату у водному середовищі дозволяють розрахувати інженерно-технічні коефіцієнти при проектуванні та розміщенні гідротехнічних споруд, використання яких не зашкодить прибережним екосистемам. Отримана кількісна залежність, на основі якої можна розраховувати період вилучення рослинної біомаси залежно від функціональної активності флористичного складу угрупувань з метою запобігання негативних ефектів вторинного забруднення водного середовища органічними речовинами рослинного походження.
Запропонована схема можливого регулювання продуційного процесу в локальних зонах прибережних екосистем на основі того, що контролюється, макрофітообростання штучних субстратів. Результати морфофункціональних досліджень макрофітів дозволяють отримати конкретні технічні рішення завдань п’яти основних етапів запропонованої схеми.
Серії прогнозних розрахунків зміни структурно-функціональної організації донної рослинності для сценаріїв ев- або деевтрофікації прибережних екосистем та стосовних до них морських та прісних водойм, можуть бути використані при обгрунтуванні стратегії організації господарської діяльності для української берегової зони Чорного моря.
Основні положення, які пропонуються до захисту
– Методологічний підхід, який дозволяє нетрадиційні уявлення флористичної структури угрупувань фітобентосу в формі рядів потенційної активності.
– Концепція формування структурно-функціональної організації угрупування фітобентосу при збільшенні потоку речовини та енергії в бенталі екосистеми.
Кількісні закономірності формування флористичного складу біомаси та продукції фітобентосу, описані за допомогою морфофункціональних показників.
– Прогностична модель зміни структурних та функціональних параметрів фітобентосу при зміні в екосистемі інтенсивності автотрофного процесу.
– Основні наслідки впливу на стан прибережних екосистем результатів перебудови структурно-функціональної організації фітобентосу при евтрофікації.
Власний внесок. Дисертант приймав беспосередню участь у відборі, обробці та аналізі емпiричного матеріалу. Був ініціатором розвитку у морфофункціональному напрямку досліджень угрупувань водоростей-макрофітів (сінекологічна екоморфологія). Всі основні ідеї, оригінальні методологічні підходи, теоретичні розробки та практичні положення належать автору, що підтверджується самостійною публікацією основних матеріалів роботи.
Апробація. Основні положення дисертації доповiдались на VIII конференції національних комітетів країн Східної Європи за програмою ЮНЕСКО “Людина та біосфера” (Київ, 1990), нараді басейнової секції ” Південні моря та Індійський океан” (Севастополь, 1990), II та III Всесоюзних нарадах з альгології (Ленінград, 1989, 1991), міжнародній науково-технічній конференції “Екологія та хімія Чорного моря” (Варна, 1991), міжнародному симпозіумі “Антропогенна екологія шельфу, гирл річок та лиманів” (Одеса, 1992), I та II з’їздах Гідроекологічного товариства України (Київ, 1993, 1997), бюро відділу Загальної Біології президії НАН України (Київ, 1995), міжнародному симпозіумі “Одеса – берегова зона’95” (Одеса, 1995), міжнародному тренінг-курсі (Одеса-Вилково, 1995), III міжнародній конференції “Partnership and coastal management. Littoral’96”, (Портсмут, Великобританія, 1996), міжнародному симпозіумі “Управління та охорона узбережжя північно-західного Причорномор’я” (Одеса, 1996), засіданні відділу алгології Інституту ботаніки ім. М.Г.Холодного (Київ, 1997), звітній сесії ОФ ІнБПМ НАН України (Одеса, 1998), робочій нараді управління екосистемою Стенцовсько-Жебриянських плавень (Лилестад, Голландія, 1998), міжнародній науково-практичній конфереції “Вода та здоров’я-98” (Одеса,1998), розширенному засіданні відділу фітобентосу та культиваціі макрофитів Ін БПМ (Севастополь,1998).
Публікації. За темою дисертації опубліковано 30 робот. Основні положення викладені в 10 статтях, надрукованих в академічних журналах без співавторства; 4 роботи в англомовних наукових збірках.

Обсяг та структура роботи. Загальний обсяг дисертації – 356 сторінок, враховуючи 47 малюнків; 31 таблицю, 2 додатки; список літератури – 440 джерел, враховуючи 116 на іноземних мовах. Дисертаційна робота складається із вступу, восьми розділів, заключної частини, висновків, списка використаних джерел та додатків.
Подяка. Дисертант глибоко вдячний за теоретичне керівництво, визначення наукової стратегії досліджень та поради з загальної та теоретичної гідробіології – науковому консультанту роботи академіку НАН України Ю.П.Зайцеву. Щира подяка першому вчітелю-альгологу к.б.н. Т.І.Еременко за постійну підтримку, допомогу та надання власних емпіричних матеріалів про стан фітобентосу північно-західної частини Чорного моря в 60-ті роки. Автор дякує співробітнику ОФ ІнБПМ С.О. Волкову за виконання підводних робіт, а також програмісту А.В.Загинайло, з допомогою якої була написана програма “Фітоекспертиза”. Автор вдячний одеським, севастопольським, київським колегам-гідробіологам, ботанікам, альгологам за критичні зауваження та практичні поради при обговоренні матеріалів роботи. Особлива подяка – співробітникам ІнБПМ І.А.Дрімановій та М.М.Косенко за допомогу при технічному оформленні матеріалів роботи.

Зміст роботи

СУЧАСНІ НАПРЯМКИ ВИВЧЕННЯ ФІТОБЕНТОСУ:
ПРОБЛЕМИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ

В розділі викладений аналіз літературних даних у галузі геоботанічних, фітоценологічних та продуційних досліджень морського фітобентосу, який довів, що за останній піввіковий термін накопичений великий та різноманітний емпiричний матеріал про розподіл, динаміку та продукцію макрофітів в прибережних екосистемах різного типу. Але при цьому належить визнати недостатню роль цих напрямків у розробці сучасних методолого-теоретичних питань дослідження водної рослинності. Інформація, яка надходить при статистичному та динамічному описі просторово-термінової зміни фітоценозів в більшості випадків носить констатуючий характер. За практичною значимістю продуційних досліджень макрофітів як рослинних ресурсів та об’єктів морекультури практично без уваги залишаються теоретичні питання ролі фітобентосу як первинно-продуційної ланки морських прибережних екосистем.
Також недооцінюється роль інтенсивності автотрофного процесу як однiєї із основних умов, яка обумовлює структурно-функціональну організацію водної рослинності.
Основною перевагою морфофункціонального напрямку, у порівнянні з традиційними дослідженнями фітобентосу, є використання системної методології. Цілісно-ієрархічний підхід дозволив об’єднати структурні та функціональні методи оцінки, встановити реальні кордони об’єкта дослідження, враховуючи фактори, які обумовлюють його організацію, а також охопити усі ієрархічні рівні водоростей-макрофітів. Показано, що використання морфофункціональних параметрів водоростей макрофітів критерієм оцінки результатів інтегрального впливу комплексу зовнішніх умов відкриває перспективу рішення завдання кількісного опису закономірностей самоорганізації фітобентосу.

МЕТОДОЛОГІЧНІ ПІДХОДИ ВИВЧЕННЯ АВТОТРОФНИХ УГРУПУВАНЬ ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ ТА ОБСЯГ ВИКОНАНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

В розвитку методології досліджень морського фітобентосу виділено три основних етапи: накопичувально-описовий (середина 19-го сторіччя); еколого-геоботанічний (30-ті роки 20-го сторіччя); системно-ієрархічний (70-ті роки 20-го сторіччя).
З початком третього етапу почав активно формуватися методологічний апарат морфофункціонального напрямку, основу якого склав цілісно-ієрархічний підхід. Практичне рішення питань самоорганізації угрупувань водної рослинності пропонується вирішувати у межах основної методологічної проблеми морфофункціонального підходу: “фактор – функція – форма”, який відображає динамично-рівновагомий характер зв’язків в ієрархічно-цілісній системі: зовнішнє середовище – макрофіти (мал.1). Це цілісне уявлення взаємозв’язків фітобентосу з водним середовищем дозволяє встановити роль морфофункціональних показників в пізнанні закономірностей структурно-функціональної організації донної рослинності. Параметри, які відображають морфологічні особливості та розміри таломів, першими у структурі ієрархічних рівнів реагують на вплив комплексу факторів. В свою чергу,вони беспосередньо пов’язані з морфологічною структурою та функціонуванням вище розтошаваних рівнів організації. Отже, морфофункціональні реакції макрофітів

Мал. 1. Характер взаємозв’язків в ієрархічно-цілосній системі: зовнішня середа – макрофіти.

можуть стати тією основою, за допомогою котрої можливий кількісний опис процесів самоорганізації фітобентосу з урахуванням трансформації за рівнями.
З метою створення системно-ієрархічної структури термінології, яка необхідна при описі процесів самоорганізації фітобентосу, був проаналізований понятійний апарат продуційного процесу. В результаті чого запропонована схема тестуєт та виявляє логічнї невідповідності між терміном та описуваним поняттям. Для запобігання протиріччям та плутанині, запропоновано розмежувати терміни, які визначають, та терміни, які оцінюють різні складові продуційного процесу. При цьому система термінів повинна мати ієрархічну організацію, анологічну реальній структурі об’єкта.
Реалізація основних методологічних підходів морфофункціональних досліджень макрофітів здiйснювалась на емпіричному матеріалі, отриманому за останній 18 річний період (1987-1997 р.р.) із різних районів українського шельфу Чорного моря, лиманів північного Причорномор’я, плавневих екосистем дельти Дунаю, а також з районів південного узбережжя Великобританії та Антарктичного узбережжя в районі української полярної станції. Всього виконано близько 100 тис. вимірів морфозалежних параметрів макрофітів, більш ніж із 20 тис. якісних проб фітобентосу.

МОРФОФУНКЦІОНАЛЬНІ ПАРАМЕТРИ МАКРОФІТІВ

На основі системного підходу, який дозволив проводити глибокі анології з системами різноманітного походження,пропонується метод, який за анологією з фізикою розділяє всі властивості біооб’єктів на дві групи: потенційні та кінетичні (реалізовані). Кількісне викладення потенційних властивостей елементів системи, дозволяє перейти до детермінованого відображення структури та вирішити найбільш складну проблему – прогнозування флористичного складу угрупування (прогноз структури). Відповідно, кількісне відображення власним чином реалізованих властивостей водної рослинності, дозволяє прогнозувати продуційні параметри (прогноз функції). Відповідно до цього засобу комплекс морфофункціональних показників, заснований на параметрах активної поверхні водоростей, запропоновано розділити на потенційні, які характеризуть функціональну потенцію структури різних рівнів організації фітобентосу, та на кінетичні, які характеризують реалізовану функцію макрофітів (таб.1.)
Використання питомої поверхні як кількісної оцінки потенції структури угрупування фітобентосу дає змогу перейти від якісного, систематичного до

Таблиця 1. Комплекс морфофункціональних показників макрофітів.

кількісного, екологічного відображення флористичного складу. Пропонується нетрадиційний підхід,при якому флористична структура угрупування викладена у формі рядів потенційної активності макрофітів, формування якого проходить за принципом збільшення коефіцієнтів S/Wп популяцій, які входять до його складу.У такому вигляді флористичний склад отримує форму чисельного ряду, який має визначені кількісні параметри такі, як: S/Wфс(min), S/Wфс(max), S/Wфс(x), S/Wфс(), а також кількісне відображення кожного елемента структури за допомогою S/Wп(i). У залежности від інтенсивності автотрофного процесу, залежним чином змінюються кількісні параметри ряда потенційної активності макрофитів, що пов’язпно зв зивною біорізноманіття та видового складу угрупувань. В практичних цілях побудови рядів потенційної активності флористичного складу для 9 районів, які відрізняються інтенсивністю автотрофного процесу, враховуючи основні ділянки українського узбережжя Чорного моря та лиманів Північного Причорномор’я, дано 240 коефіцієнтів S/Wn, для 147 видів водоростей із відділів Chlorophyta, Rhodophyta, Phaeophyta та Cyanophyta.
Для водних та наземних екосистем показана загальна прямопропорційна залежність між індексом рослинної поверхні, який відображає реалізовані властивості угрупувань, та річною продукцією. Це дозволило запропонувати метод оцінки інтенсивності автотрофного процесу, який проходить в бенталі водних екосистем на основі величин індексів поверхні донної рослинності, що необхідно для проведення оперативної експрес-діагностинки рівня продуційного процесу та трофо-сапробіонтної якості водного середовища, а також задання прогнозуючих ситуацій при моделюванні структурно-функціональної організації угрупувань.

КОНЦЕПЦІЯ ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ ТА ФУНКЦІЇ АВТОТРОФНИХ УГРУПУВАНЬ ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ

Розробка концепції формування структурно-функціональної організації автотрофних угрупувань водних екосистем проводилась відповідно до основного підходу морфофункціональних досліджень у рамках цілісної динамічної системи: фактор – функція – форма. Зміни у флористичному складі та продуційних параметрах угрупувань водної рослинності представлені як процес адекватної структурно-функціональної самоорганізації (біотичної частини) системи у відповідь на зміни інтенсивності впливу комплексу факторів (біотичної частини).
Запропоновано нестандартний засіб формалізованого представлення системи: водне середовище – макрофіти, основними особливостями якого є:
• системно-ієрархічна організація, при якій кожен рівень складається з елементів нижчого порядку;
• можливість кількісного вираження потенційних та реалізованих якостей елементів будь якого рівня;
• представлення композиції елементів кожного рівня у формі рядів потенціальної активності;
• представлення комплексу факторів, які здійснюють вплив на автотрофний компонент у формі однієї змінної;
• прийняття динамічної рівноваги – основною формою зв’язку між елементами системи.
На основі даного формалізованого уявлення, запропоновано механізм перебудови структури та функції автотрофних угрупувань при збільшенні потоку речовини та енергії (мал.2). Величина потоку речовини та енергії (Q), який проходить через угрупування водної рослинності визначає її структуру: – S = f(Q) (флористичний склад) та функцію: F = f(Q) (продукційні параметри). Інтенсифікація процесу (Q1>Q2) викликає певні зміни в композиції елементів, які проходять відповідно з такими правилами:
1.Популяції, індивідуальна функціональна активність яких є нижчою мінімального значення ряду потенційної активності флористичного складу (S/Wп(i)  S/Wфс(min)), виходять із складу угрупування.
2.Популяції, індивідуальна функціональна активність яких є близькою до середнього значення потенційної активності флористичного складу (S/W п(i)  S/Wфс(x)), одержують преваги розвитку, стають масовими видами.
3.Популяції з високою потенційною активністю не мають обмежень для присутності в структурі угрупування. Дрібні, короткоциклічні, високопродуктивні види можуть бути присутніми при умові як низьких, так і високих показників Q.
Відповідно з цими правилами в умовах евтрофікації водних екосистем або в інших стресових ситуаціях, викликаних різкою інтенсифікацією процесів, спостерігається зменшення видового розмаїття. При цьому інтегральна функція угрупування (F3), яка зросла, росподіляється між невеликою кількістю популяцій, які залишились у структурі угрупування, що приводить до упрощення структури та “цвітіння” одного або декількох видів.

Мал. 2. Механізм зміни структури (S) та функції (F) автотрофних угрупувань при збільшенні потоку речовини та енергії ( Q).

КІЛЬКІСНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРНО-ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ПАРАМЕТРІВ ФІТОБЕНТОСУ

Відповідно до логічної схеми, яка відображає механізм перебудови структури та функції автотрофних угрупувань, проаналізовано емпіричний матеріал взаємозв’язку флористичного складу, біомаси та продукції фітобентосу в екосистемах з різною інтенсивністю автотрофного процесу. Для кількісного опису закономірностей, флористична структура угрупувань та інтенсивність автотрофного процесу виражались за допомогою морфофункціональних показників, відповідно – питомої поверхні та індексів поверхні фітоценозів.
Показано, що між потенційною активністю флористичного складу фітобентосу та інтенсивністю автотрофного процесу, який здійснюєтся у бенталі водної екосистеми, існує прямопропорційна залежність. В зв’язку з тим, що з основних параметрів функціонального ряду : S/Wфс(min), S/Wфс(x), S/Wфс(max), S/Wфс(), найбільшу прогностичну вагомість мають перші два, для них отримані коефіцієнти рівнянь, які пов’язують дані параметри з інтенсивністю автотрофного процесу (ІПФ):
S/Wфс(min) = -2,28+0,3143*ІПФ,
S/Wфс(x) = 9,09  1,25 * ІПФ,
де S/Wфс(min) – мінімальне можливе значення питомої поверні для видів у ряду потенціальної активності флористичного складу;
S/Wфс(x) – середне значення питомої поверні видів які входять до флористичного складу;
ІПФ – величина індексів поверхні фітоценозів.

Дані рівняння дають можливість на основі індивідуальних значень коефіцієнтів S/Wп макрофітів розраховувати види, які вийдуть з флористичної структури угрупувань, та види, які одержать переваги розвитку у випадку зміни в екосистемі середнього рівня значень ІПФ.
Показано, що в ряду потенційної активності флористичного складу залежність, яка з’вязує біомасу популяції з величинами їх питомої поверхні, описується рівнянням типу : В= а * (S/W) -b, яке справедливе за умов ІПФ = const. Аналіз емпіричного матеріалу даної залежності для різних рівнів автотрофного процесу (ІПФ – 10-300 од.) показав, що коефіцієнт “а” може бути використаний як постійна виличина, яка дорівнює 13,08. Для розрахунку коефіцієнту “b” для різної інтенсивності автотрофного процесу отримано рівняння: b = 1,13899-0,00936611*(ІПФ). Використання даних рівнянь дозволяє розраховувати величину очікуваної біомаси для будь-якого виду, який увійде
до структури нового угрупування, а також на основі S/Wфс (min) и S/Wфс (х)- максимальну та середню величину біомаси для рослинного угрупування. Ця закономірність має важливе практичне значення при використанні ресурсів водної рослинності, а також виборі об’єктів морекультури в екосистемах з нестабільним рівнем продуційного процесу. Із ступеневого характеру закономірності витікає, що при певному значенні ІПФ максимальні величини біомаси, і як наслідок домінуюче положення, будуть мати ресурсні види, у яких індивідуальне значення S/Wп(i) наближається до значення S/Wфс(min) функціонального ряду. Саме такі популяції розташовуються у зоні найбільшого екологічного ризику. За умови збільшення в екосистемі показників ІПФ на певну величину дані види першими опиняються за межами ряду функціональної активності та залишають структуру угруппування.
Лінійний зв’язок між валовою продукцією макрофітів та інтенсивністю автотрофного процесу: П = b0+ b1 * ІПФ, може буди достовірно кількісно виражений тільки за умови S/W = const. В зв’язку з цим на основі аналізу продуційних властивостей макрофітів з різною функціональною активністю (S/Wп: 10-170 м2.кг-1) отримані рівняння для розрахунків b1 и bо для різних значень як окремих популяцій так і параметрві фористичного ряду угруппування:
b1 = 0.007842 + 0.143036 / S/W
b0 = 0.084520 + 5.5208 / S/W
Система цих трьох рівнянь дозволяє розрахувати для певного рівня ІПФ валову продукцію популяції (на основі значень S/Wп(i)), а також середню продукцію угрупування та його домінантів, на основі – S/Wфс(x) або S/Wфс(min).

МОДЕЛЬ ПЕРЕБУДОВИ СТРУКТУРНО-ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ ОРГАНІЗАЦІЇ УГРУПУВАНЬ ВОДНОЇ РОСЛИННОСТІ

На основі аналізу сучасних методів математичного моделювання багатовидових угрупувань показані принципові методологічні відмінності, які були використані при створенні моделі перебудови структурно-функціональної організації угрупувань фітобентосу, вони складаються із таких положень:
– структура рослинного угрупування кількісно викладалась з допомогою показників, які відображають потенційну функціональну можливість популяцій, які входять до його складу;
– комплекс абіотичних умов розглядався як зовнішній фактор, що визначає процес самоорганізації флористичного складу рослинного угрупування;
– динамічна рівновага була прийнята як основа механізму, який приводить у відповідність інтенсивність потоку речовини та енергії (фактор), особливості ансамблю флористичного складу (форма) та інтенсивність продуціювання рослинної біомаси (функція);
– потік речовини та енергії кількісно виражався за допомогою індексів поверхні бентосної рослинності.
Дані особливості, а також коефіцієнти кореляційних залежностей між елементами динамічної системі: фактор – фукція – форма дали можливість побудувати прогностичну модель, яка відображає процес формування основних параметрів фітобентосу при зміні в екосистемі інтенсивності автотрофного процесу (мал.3). Пересуванням по осі Z, можливо задавати умови прогнозу зв’язані з інтенсивністю автотрофного процесу, ев- чи деевтрофікациєю екосистеми. Ось X відображає відповідні кількісні зміни, які будуть відбуватися у ряді функціональної активності флористичного складу. Ось Y , у першому випадку, характеризує величину біомаси, у другому – місячну продукцію, котру буде утворювати вид у подвійній залежності від величини своєї функціональної активності – S/Wп(i) (ось X) та інтенсивності автотрофного процесу який відбувається у екосистемі – ИПФ ( ось Z).
Викладені загальні принципи побудови моделі, прогностичні можливості та алгоритм розрахунку очікуваних змін у флористичному складі, біомасі та продукції популяцій та угрупувань донної рослинності за умов зміни значень ІПФ, пов’язаних з рівнем евтрофікації екосистеми.
На основі теоретичних досліджень моделі було описано механізм зміни домінантів рослинного угрупування при зміні рівня евтрофікації. Основна суть цього полягає в тому, що при зростанні в екосистемі величини ІПФ відповідним чином збільшується значення мінімального параметра ряду потенційної активності флористичного складу. Цей процес приводить до закономірної зміни домінантів рослинних угрупувань за принципом збільшення їх функціональної активності.
Розглянуто отриману за допомогою закономірностей динаміку продуційних параметрів угрупувань для всього можливого у природних умовах спектру інтенсивності автотрофного процесу. Двовершинний характер кривої валової продукції з максимумом в оліготрофних та гіпертрофних умовах, а також мінімальні значення продукції бентосної рослинності у діапазоні 50-70

Мал. 3. Модель взаємозв’язку структури (S) та функціі (F) фітобентосу з інтенсивністью потоку речовини та енергії (Q).

од. ІПФ пояснюються перебудовою флористичної структури, при якій спостерігається більш висока швидкість зниження вагових характеристик у макрофітів у порівнянні з одноклітинними водоростями.
Розглядається структура та практичні можливості прикладної програми для ЕОМ “Фітоекспертиза”, яка створена на основі моделі та складається з трьох блоків. Блок “Морфологія” дозволяє проводити автоматизований розрахунок морфофункціональних показників для макрофітів будь-якої морфологічної будови. Блок “Оцінка” дозволяє проводити на основі морфофункціональних параметрів і біомаси фітобентосу експрес-експертизу рівня продуційного процесу та зміни гідрохімічних параметрів водного середовища у результаті функціонування макрофітів. Блок “Прогноз” здійснює прогнозування змін у флористичному складі, біомасі та продукції угрупування фітобентосу, які будуть проходити внаслідок результату евтрофікації або з інших причин, що визивають зміни рівня автотрофного процесу.

ВПЛИВ ЯКОСТІ ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА ТА СУБСТРАТІВ НА МОРФОФУНКЦІОНАЛЬНУ ОРГАНІЗАЦІЮ УГРУПУВАНЬ ВОДНОЇ РОСЛИННОСТІ

Морфофункціональний підхід, кількісно детермінуючий відносини між умовами середовища та структурно-функціональною організацією фітобентосу, відкриває нові можливості використання оперативних методів експрес-оцінки стану водних екосистем на основі морфофункціональної фізіономії рослинних угрупувань. Описані реакції макрофітів на рівні структурних елементів, індивида, популяції, угрупування, які відображають зміну морфологічних та структурно-функціональних параметрів за умови збільшення трофності водного середовища (мал.4). Заміщення внаслідок евтрофікації великих, груборозгалужених пластинчатих видів, дрібними тонкорозгалуженими циліндричними формами радикально змінює морфологічну фізіономію рослинного угрупування. Зміна багаторічних угрупувань, елементами яких є низькопродуктивні макрофіти з невеликою питомою продукцією, асоціаціями водоростей з високою асиміляційною поверхнею та швидкістю оберту біомаси призводить до того, що при переході від оліготрофних до евтрофних умов фітобентос із біоакумулятора органічної речовини перетворюється в об’єкт, який посилює процес вторинної евтрофікації. Для визначення періоду вилучення рослинної біомаси з метою запобігання негативних наслідків гіперпродукції описано рівняння, яке зв’язує період вилучення биомаси (час

Мал. 4. Морфофункціональні реакціі макрофітів різних рівней організації на збільшення трофності водного середовища.

руйнування сланів) та питому поверхню макрофітів: Т = 2.56+853.03 / (S/W).
Високий ступінь залежності між морфофункціональною організацією макрофітів та рівнем продуційного процесу, а також наявність емпирічних даних, які характеризують структуру бентосної рослинностї у всьому спектрі автотрофного процесу, від оліготрофних умов Антарктичного узбережжя до гіпертрофного рівня плавневих екосистем дельти Дунаю, дозволив запропонувати трофо-сапробіонтну класифікацію водного середовища на основі параметрів поверхні бентосних водоростей (табл.2).
Показані особливості формування морфофункціональних параметрів фітообростання залежно від якості та концентрації субстратів в морському середовищі. Отримано кількісні залежності, які звязують питому поверхню твердого субстрату (фітопозитивна поверхня) у розрахунку на одиницю об’єму водної товщі з різноманітними структурно-функціональними параметрами альгообростання, що дозволяє розраховувати конкретні інженерно-технічні коефіцієнти при проектуванні та розташуванні гідрохімічних споруд, в результаті яких не буде спостерігатися ефект вторинної евтрофікації при розкладі рослинної біомаси. Запропонована схема можливого регулювання продуційного процесу в локальних зонах прибережних екосистем, заснована на використанні певної кількості та якості антропогенного субстрату, за допомогою якого можливо реалізувати автотрофний процес через макроформи водної рослинності. Дана схема технічно спрощує управління автотрофним процесом у порівнянні зі сценарієм реалізації продуційного процесу через мікроформи планктонних водоростей. На основі результатів, отриманих при морфофункціональних дослідженнях фітобентосу, дається конкретне вирішення п’яти основних інженерно-технічних завдань для схеми, що пропонується:
– оцінка вхідного рівня трофності прибережної екосистеми, в якій планується проводити регулювання продуційного процесу;
– визначення типу субстрату та величини фітопозитивної поверхні при штучному внесенні до водного середовища твердого субстрату;
– прогноз флористичної структури, продуційних характеристик та зміни гідрохімічних параметрів водного середовища внаслідок функціонування фітообрастання, яке сформувалося на штучному біотопі;
– визначення періоду вилучення рослинної біомаси для підтримання необхідної якості водного середовища та недопущення ефекту вторинного забруднення;
– прогнозування видів, що будуть складати основу рослинної біомаси, з метою проведення попередніх пошуково-технологічних робіт з виявлення корисних властивостей рослинної біомаси, одержуваної з фітопозитивних поверхонь.

Таблиця 2. Трофо-сапробіонтна класифікація середовища на підставі параметрів поверхні угрупувань бентосних водоростей.

СУЧАСНИЙ МОРФОФУНКЦІОНАЛЬНИЙ СТАН І ПРОГНОЗ ЗМІН ФІТОБЕНТОСУ УКРАЇНСЬКОГО ШЕЛЬФУ ЧОРНОГО МОРЯ

На основі морфофункціонального підходу дана характеристика сучасної просторової та тимчасової мінливості структурно-функціональної організації прибережних фітоценозів макрофітобентосу українського шельфу.
Показано, що на дрібномасштабну просторову гетерогенність морфофункціональних параметрів бентосної рослинності впливають такі чинники, як прозорість, експозиція та концентрація природного або антропогенного субстрату, локальні джерела евтрофікації, мозаїчність біотопу. Для характеристики сучасних великомасштабних змін позначень в морфофункціональній організації донної рослинності отримана карта розподілу значень ІПФ для фітобентосу українського шельфу Чорного моря, яка одночасно відображає трофічний статус різних ділянок узбережжя.
Розглянуто особливості сезонної, міжрічної та тривалої динаміки структурно-функціональної організації фітобентосу. Показано, що основний принцип сезонної перебудови структури фітоценозу полягає в тому, що зміна видів відбувається відповідно з величиною їхньої функціональної активності (S/Wп) в прямопропорційній залежності від зміни інтенсивності автотрофного процесу (ІПФ) протягом року. Аналіз міжрічної динаміки структурно-функціональних показників прибережного фітобентосу Дунайсько-Дніпровського межиріччя за останні 17 років показав достовірне зниження з початку 90-х років реалізованої функції прибережної рослинності, що може свідчити про тенденцію зниження рівня трофності даного району (мал.5). Показано характер та визначено переломні моменти і тенденції у тривалій динаміці функціональної активності флористичного складу та інтенсивності функціонування прибережного фітобентосу північно-західної частини Чорного моря за останній 40-річний період. Найбільш істотні зміни морфофункціональної фізіономії рослинних угрупувань відбулися в період 70-х – 80-х років, що супроводжувались заміною низькофункціональних видів (філофора, цистозіра) видами з високою питомою поверхнею (ульва, клядофора, ентероморфа, цераміум). У 80-х роках відбулася стабілізація цього процесу. З 90-х відзначена тенденція зниження величин ІПФ та деякі зміни у флористичному складі, пов’язані із появою видів-вселенців. Нині даний процес
Мал. 5. Динамика функціональной активності флористичного складу (1) та інтенсівності автотрофного процесу (2) прибережного фітобентосу Дунайсько-Дніпровського міжріччя північно-західной частини Чорного морю по рокам.
не супроводжується кількісною зміною функціональної активності угрупувань фітобентосу.
За допомогою розробленої прикладаної програми для ЕОМ “Фітоекспертиза”, викладені та проаналізовані серії прогнозних розрахунків зміни структурно-функціональної організації водної рослинності для ділянок українського узбережжя, що відрізняються потенцією флористичної структури та інтенсивністю автотрофного процесу. Для прибережного фітобентосу Одеської затоки, який становить найбільш типову донну рослинність опріснено-евтрофної акваторії північно-західної частини Чорного моря, проведені серії прогнозних розрахунків для ситуацій, що моделюються – 75 та 100 од. ІПФ. Результати розрахунків показали, що радикальні перебудови, пов’язані з заміною домінантів сучасних угрупувань відбудуться тільки у випадку збільшення евтрофікації до 100 од ІПФ, що є малоймовірним сценарієм у зв’язку з сучасною тенденцією зниження рівня евтрофікації Дунайсько-Дніпровського межиріччя. Враховуючи сучасну екологічну ситуацію, більш імовірно очікувати падіння значень ІПФ до 35 – 40 од. ІПФ, при якому може відбутися реконструкція рослинної структури з відновленням заростей цистозіри, що були характерні для цього району у 60-ті роки.
Для донної рослинності Григорівського лиману (північне Причорномор’я) проведені прогнозні розрахунки для ситуацій, що моделюються – 70 та 90 од. ІПФ. Більш низька потенція флористичної структури рослинності лиману, пов’язана з наявністю морських трав, для яких характерні низькі значення функціональної активності, є причиною того, що критичний бар’єр радикальної зміни морфофункціональної фізіономії донних фітоценозів є більш низьким, у порівнянні з Одеським узбережжям: рівень евтрофікації рівний 70 од. ІПФ.
З метою демонстрації широких прогностичних можливостей засобу також проведені прогнозні розрахунки для зануреної рослинності плавневої екосистеми дельти Дунаю. Висока мозаїчність умов плавневої екосистеми є причиною крайньої неоднорідності функціональної активності флористичного складу (S/Wфс(min) – 10 м2.кг-1; S/Wфс(max) – 2000 м2.кг-1; S/Wфс(x) – 260 м2.кг-1) та інтенсивності автотрофного процесу (ІПФ min – 20 од; ІПФ max – 350 од; ІПФ х – 80 од.). При таких особливостях структурно-функціональної організації автотрофних угрупувань доцільно проводити прогноз критичних значень ІПФ, при яких буде відбуватися радикальна перебудова структури з заміною домінантів рослинних угрупувань.
Показано, що розрахункові величини, одержані за допомогою
запропонованого засобу та прикладної програми “Фітоекспертиза”, відповідають емпіричним даним для різноманітної структурно-функціональної організації фітобентосу Одеського на 75-80 %.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ

1. Аналіз історії та сучасних досліджень морського фітобентосу свідчить, що основні методолого-теоретичні розробки пов’язані з реакцією структурно-функціональної організвціі макрофитів на зміну умов екосистеми , у дійсний час, виконуються в межах морфофункціонального напрямку.
2. Використяння системно-ієрархічного підходу, як основної методології морфофункціональних досліджень водної рослинності дозволяє за допомогою проблеми “Фактор – Функція – Форма”, яка розглядає рівноважно-динамічну систему: водне середовище – макрофіти, підійти до рішення задання кількисного опису процесів самоорганізаціі флористичної структури угрупувань водних екосистем.
3. Завдання прогнозування флористичного складу та продуційних параметрів фітобентосу, вимагає кількісної форми відображення структури та функціі рослинних угрупувань. У зв’язку з цим комплекс морфофункціональних показників необхідно використовувати у якості інструмету кількісного опису потенціі структури – вираження потенціальної функціональної активності видів за допомогою питомої поверні (S/Wп) та реалізованої функціі за допомогою індексів поверхні (ІПП, ІПФ).
4. Перехід від систематичної до екологічної форми відображення структури водної рослинності у вигляді рядів функціональної активності популяцій, які входять до флористичного складу, є основою кількисного прогнозування перебудови видового складу фітобентосу при зміні рівня трофності екосистеми.
5. Формування флористичного складу угрупувань фітобентосу здійснюється на основі кількісної відповідності основних параметрів в переліку потенційної активності макрофітів, інтенсивності автотрофного процесу. Види, індивідуальна функціональна активність (S/Wп) яких є нижчою значення S/W(min) функціонального ряду, виходять з структури угрупування. Переваги розвитку отримують види, S/Wп яких максимально наближаються до S/Wфс(x) флористичного ряду. Види з високим значенням S/Wп не мають обмеження для присутності в структурі угрупування.
6. Біомаса та продукція макрофітів є похідними від функціональної активності флористичного складу та інтенсивності автотрофного процесу
рослинності. У зв’язку з цим коефіціенти рівнянь отримані но основі емпиричних залежностей : В=f (S/W), за умови ІПФ=const та П=f (ІПФ) за умови S/W=const, дають можливість прогнозувати величини біомаси та продукції тільки у трьохмірній системі координат, явка одночасно враховує зміну інтенсивності автотрофного процесу та функціональної активності флористичного складу угрупування.
7. Суть механізму зміни домінантів рослинних угрупуваннь при евтрофікації екосистеми полягає в тому, що при зростанні ІПФ збільшується значеня параметру, що обмежує флористичений склад – S/Wфс(min). При цьому види які були домінантами угруппувань та характеризувалися мінімально можливою питомою поверхнею популяції опиняються у зоні найбільшого екологічного ризику та уступають місце видам з більш високою функціональною активністью.
8. В процесі евтрофікації відбувається збільшення питомої поверхні структурних елементів слані, таломів та популяцій. На рівні угрупування інтегральний результат цих реакцій виявляється у радикальній зміні морфофункціональної фізіономії фітоценозів: великі багаторічні груборозгалуюджені пластинчаті види з невисокою питомою продукцією замінюються дрібними короткоциклічними тонкорозгалудженими циліндричними високопродуктивними формами. Внаслідок цих реакцій при евтрофікації екосистеми фітобентос з біоакумулятора органічної речовини трансформується у об’єкт, що посилює процес вторинної евтрофікації.
9. Крупномасштабна просторова оцінка морфофункціональної організації фітобентосу в межах української берегової лінії Чорного моря дозволяє виділити три зони: мезотрофну (Кримський півострів та затоки північно-західної частини Чорного моря); евтрофну (Дунайсько-Дніпровське межиріччя та лимани Північного Причорномор’я); політрофну (плавневі екосистеми).
10. Аналіз межрічної динаміки структурно-функціональних параметрів фітобентосу Дунайсько-Дніпровського межиріччя за 17-річний період свідчить, що з 90-х років на фоні стабільного рівня функціональної активності флористичної структури (S/Wфс(х)) відбулося достовірне зниження функціональних параметрів: ІПФ, біомаси та валової продукції, що пояснюється кроком запізнення при зміні структури та функціонування рослинних угрупувань.
11. Аналіз тривалої динаміки морфофункціональних параметрів прибережних фітоценозів Дунайсько-Дніпровського межиріччя за останній 40-річний період свідчать, що найбільш радикальні зміни в структурі та функції фітобентосу у зв’язку з процесом евтрофікації відбулися в період з 70-х до 80-х років. В 80-х роках спостерігався процес стабілізації структурно-функціональної організації донної рослинності. Достовірні зміни, що вже відбулися в функціональних параметрах та почали відбуватися у флористичному складі прибережних фітоценозів, починаючи з 90-х років, свідчать про тенденцію зниження евтрофікації та стабілізацію екологічних умов в прибережній зоні українського шельфу Чорного моря.
12. Серії прогнозних розрахунків які виконані для екосистем з різною організацією бентосної рослинності (морські узбережжя, лимани, плавні) свідчать, що критичні пороги перебудови флористичного складу угрупувань з радікальною зміною морфофункціональної фізіономії, залежать не тількі від зміни рівня продуційного процесу який викликається антропогенною евтрофікацією або іншими чинками, але і від початкової функціональної активності флористичного складу, яка визначає потенцію рослинної структури
13. Відповідність між розрахунковими величинами, одержаними з використанням запропонованого методу прогнозу та емпіричними даними польових оцінок фітобентосу, складає в середньому 75%. Це дає підставу використати прикладну програму “Фітоекспертиза” як практичний інструмент оперативного прогнозування змін структурно-функціональної організації фітобентосу при ев-або деевтрофікації морських та прісноводних екосистем різного типу.

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІІ З ТЕМІ ДИСЕРТАЦІІ

1. Ерёменко Т.И., Миничева Г.Г. Структурно-функциональные характеристики донной растительности Егорлыцкого залива // Природные комплексы Черноморского государственного биосферного заповедника. – Киев : Наук.думка. – 1992. – С. 48-55.
2. Alexandrov B., Lonin S., Minicheva G., Tuchkovenko V. A three-dimersional prognostic model of the ecosystem of the north-western part of the Black Sea // Environment protection technologies for coastal areas. – Varna : Union of Scientists in Bulgaria, Publ. Group. – 1995. – Р. 131-141.
3. Minicheva G. Prediction changes of the marine vegetation in the conditions of euthrophication of the coastal ecosystems // Partvership in Coastal Zone Management Samara Pub.Lim., 1996. – P. 541-547.
4. Alexandrov B., Garkavaya G., Dyatlov S., Ivanov A., Minicheva G., Polischuk L., Sinegub I. The Influence of the Ecosystem of the Stentsovskie-Zhebrianskie Marshes in the Danube Delta // Limnologische Berichte Donau 1997, Band I Wissenschaftliche Referate. 32 Konferenz. Der IAD Wien / Osterreich. – 1997. – P.179-184.
5. Minicheva G. The relationships of structural-functional organization of ecosystems of submersed vegetation with the water velocity in the Danube wetland ecosystem // Limnologische Berichte Donau 1997, Band I Wissenschaftliche Referate. 32 Konferenz. Der IAD Wien / Osterreich. – 1997. – P. 205-206.
6. Миничева Г.Г. Возможность управления качеством морских прибрежных вод с помощью водной растительности // Вода и здоровье-98.- Одесса: Астропринт.-1998.-С.345-349.
7. Миничева Г.Г. Прогнозирование структуры фитобентоса с помощью показателей поверхности водорослей // Ботанический журнал. – 1990. – Т.75, № 11. – С. 1611-1618.
8. Миничева Г.Г. Связь продукционных и морфологических параметров у пластинчатой водоросли Porphyra leucosticta Thur // Экология моря. – 1991. – Вып.37. – С. 45-49.
9. Хайлов К.М., Ковардаков С.А., Миничева Г.Г., Шмелева В.Л. Связь содержания хлорофилла, интенсивности фотосинтеза и роста с величиной удельной поверхности морских многоклеточных водорослей // Физиология растений. – 1991.- Т.38, № 2. – С. 346-351.
10. Миничева Г.Г. Аллометрический метод определения удельной поверхности водорослей-макрофитов // Альгология. – 1992. – Т.2, № 4. – С. 93-96.
11.Миничева Г.Г. Структурно-функциональные особенности формирования сообществ морских бентосных водорослей // Альгология. – 1993. – Т.3, №1. – С. 3-12
12. Миничева Г.Г., Ерёменко Т.И. Альгологические находки в северо-западной части Чёрного моря // Альгология. – 1993. – Т.3, № 4. – С. 83-87.
13. Миничева Г.Г. Динамика и долговременные изменения параметров поверхности фитобентоса северо-западной части Чёрного моря // Гидробиологич. ж. – 1996. – Т.32, № 4. -С. 3-9.
14. Миничева Г.Г. Метод прогноза промысловых видов морского фитобентоса при изменении уровня эвтрофного процесса // Растительные ресурсы. – 1996. – Вып.1-2. – С.127-133.
15. Миничева Г.Г. Реакции многоклеточных водорослей на эвтрофирование экосистем // Альгология. – 1996. – Т.6, № 3. – С. 250-257.
16. Миничева Г.Г. Морфофункциональные аспекты разнообразия формы тела водорослей // Альгология. – 1997. – Т.7, № 3. – С. 241-250.
17. Миничева Г.Г., Гусляков Н.Е., Ковтун О.А. Особенности формирования микро- и макрофитоперифитона на твердых субстратах различного типа // Гидробиологический ж. – 1998. – Т.34, №3. – С. 61-67.
18. Миничева Г.Г. Использование показателей поверхности бентосных водорослей для экспресс-диагностики трофо-сапробионтного состояния прибрежных экосистем // Альгология. – 1998. – Т. 8, №4. – С. 419-427.
19. Миничева Г.Г. Проблемы оценки и управления автотрофным процессом в береговых зонах эвтрофируемых экосистем // Доклады НАН Украины. – 1998.- № 12. – С. 192-197.
20. Ерёменко Т.М., Миничева Г.Г. Структурно-функциональная характеристика сообществ макрофитов на искусственных рифах Одесского побережья // Одесса, 1989. – 17 с. Деп. в ВИНИТИ 03.11.89г., № 6689–В89.
21. Миничева Г.Г. Модель формирования структуры донной растительности и её использование для прогноза изменений фитобентоса под влиянием эвтрофирования // Одесса, 1990. –17 с. Деп. в ВИНИТИ 11.07.90г., № 3892-В90.
22. Миничева Г.Г. Механизм формирования структурно-функциональной организации биосообществ // Одесса, 1996. – 33 с. Деп. в ВИНИТИ 29.04.96г., № 1414-В96.
23. Миничева Г.Г. Метод прогнозирования структуры и функции сообществ водной растительности в условиях эвтрофикации экосистем// Труды VI съезда ВГБО (Мурманск, 1991) -Ч.I. -С.72-73.
24. Миничева Г.Г. Модель формирования структуры и функции автотрофного звена прибрежных экосистем.// Труды междун. конф. “Экология и химия на Чёрном море”. – Варна,1991. – С.12-13.
25. Миничева Г.Г. Морфо-функциональные особенности формирования фитообрастания в условиях берегозащитного гидростроительства// Труди I з’їзду Гідроекологічного товариства України. – Київ, 1994. – С. 33.
26. Миничева Г.Г. Закономерности формирования водных альгоценозов при различной интенсивности автотрофного процесса// Труды междунар. конф. “Эколого-физиологические исследования водорослей”, Ярославль, 1996. – С. 68-69.
27. Миничева Г.Г. Возможности регуляции автотрофного процесса в береговой зоне северо-западной части Чёрного моря// Труды междунар. симпоз. “Управление и охрана побережья северо-западной части Чёрного моря”. – Одесса, 1996.- С. 43-44.
28. Александров Б.Г., Гаркавая Г.П., Горбылева Т.П., Миничева Г.Г., Теплинская Н.Г. Возможности и перспективы гидробиологической мелиорации Одесского залива // Труды Междунар. науч.-практ. конф. “Экологические проблемы Одесского региона и их решение”. – Одесса, 1994. – 1995 -С.157-159.
29. Миничева Г.Г. Подход к прогнозированию флористико-фаунистической структуры сообществ водных экосистем // Труди ІІ з’їзду Гідроекологічного товариства України. – Т.I. – Київ, 1997. – С.129.
30. Миничева Г.Г. Общие тенденции изменения параметров поверхности фитобентоса морских и пресноводных экосистем юга Украины под влиянием антропогенных факторов // Труди ІI з’їзду Гідроекологічного товариства України. – Т.I. – Київ, 1997. – С.128.

Анотація

Мінічева Г.Г. Морфофункціональні основи формування морского фітобентосу. – Рукопис.
Дисертация на здобуття вченого ступеня доктора біологічних наук по спеціальності 03.00.17 – гідробіологія. – Інститут біології південних морів ім. О.О.Ковалевського НАН України, Севастополь, 1998.

В роботі розвивається новий напрямок морфофункціональної екології угрупувань багатоклітинних водоростей. На основі системно-ієрархічної методології пропонується концепція формування структурно-функціональної організації автотрофних угрупувань водних екосистем. За допомогою розробленого автором комплекса показників зіснованих на морфофункціональних параметрах водоростей-макрофитів, кількісно описані фундаментальні закономірності перебудови угрупувань фітобентосу. На цих закономірностях розроблена модель та прикладна програма для ЕОМ “Фитоэкспертиза”, що дозволяє прогнозувати зміни у флористичному складі, біомасі та продукції макрофітів при ев – або деевтрофикаціі екосистем. Розроблений засіб морфофункциональной оцінки та прогнозу дає можливість рішення практичних питань управління рослинними угрупуваннями в прибрежных екосистемах української частини Чорного моря.
Ключові слова: водорості-макрофіти, морфофункціональні параметри, оцінка, прогноз, управління, евтрофикация.

Аннотация

Миничева Г.Г. Морфофункциональные основы формирования морского фитобентоса. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 03.00.17 – гидробиология. – Институт биологии южных морей НАН Украины, Севастополь, 1998.
В работе развивается новое направление морфофункциональной экологии сообществ многоклеточных водорослей. На основе системно-иерархической методологии предлагается концепция формирования структурно-функциональной организации автотрофных сообществ водных экосистем. С помощью разработанного автором комплекса показателей, основанного на морфофункциональных параметрах водорослей-макрофитов, количественно описаны фундаментальные закономерности перестройки сообществ фитобентоса. Базирующаяся на этих закономерностях модель и прикладная программа для ЭВМ “Фитоэкспертиза”, позволяют прогнозировать изменения во флористическом составе, биомассе и продукции макрофитов при эв- или деэвтрофикации экосистемы. Разработанный метод морфо-функциональной оценки и прогноза применен для решения практических вопросов управления растительными сообществами в прибрежных экосистемах украинской части Черного моря.
Ключевые слова: водоросли-макрофиты, морфофункциональные параметры, оценка, прогноз, управление, эвтрофикация.

Summary

Minicheva G.G. The foundations of morphofunctional forming of the marine phytobenthos. – Manuscript.
Thesis for a doctor’s degree by speciality 03.00.17 – hydrobiology. – Institute of Biology of Southern Seas National Academy of Sciences of Ukraine, Sevastopol, 1998.

In this work the new direction of morphofunctional ecology of seaweed
communities was elaborated. The concept of forming stractural-fanctional organization of the aquatic autothrophic communities is offered on the bases of system-hierarchical approach. With the help of complex of parameters based on morphofunctional parameters seaweed, developed by the author, changes in quantitative fundamental regularities of phytobentos communities were described . On the basis of the worked out model a applied program for IBM “Phytoexpertisa” was created, which allows automatically to calculate the seaweed’s morpho-functional parameters, to estimate the level of production of the phytobenthos community and to forecast changes in the floristic composition, as well as biomass and production under the eu- or deeutrophication of the ecosystems. The developed method of morphofunctional estimation and prediction is applicant for solving practical problems of the plant community management in the coastal ecosystems of the Ukrainian part of the Black sea.

Key words: seaweed, morphofunctional parameters, evaluation, predict, management, eutrophication.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020