Национальная академия наук украины украинская академия наук

О МЕХАНИЗМАХ УСТОЙЧИВОСТИ POA ANGUSTIFOLIA

Е. И. Лисовец

ON THE MECHANISMS OF STABILITY OF POA ANGUSTIFOLIA

O. I. Lisovets

Как известно, каждая популяция животных, растений или микроорганизмов играет в природе специфичную роль, занимает в экосистеме определенное место в пространстве и времени. Любая популяция посредством консортивных связей является фактором существования, питания других. В системе «автотрофы – гетеротрофы» существует преобразование веществ и энергии в звене, лежащем в основе экологической пирамиды. В связи с этим актуально изучение особенностей формирования биомассы продуцентов, что в степном Приднепровье происходит в условиях дефицита влаги и значительного варьирования количества осадков по годам.

Объектом наших исследований были ценопопуляции мятлика узколистного (Роа angustifоlia L.) – многолетнего длиннокорневищного злака, обладающего высокими кормовыми достоинствами и способного формировать плотный дерн. Это обычный компонент степных и луговых травостоев степного Приднепровья. Нами изучалась сезонная динамика фитомассы вегетативных побегов и их морфометрических показателей.

Исследования проводились в различных местообитаниях в течение вегетационных сезонов 1996 и 1997 гг. с мая по октябрь. 1996 г. отличался повышенной засушливостью, количество осадков с апреля по сентябрь составило 368,3 мм. 1997 г., наоборот, имел не характерное для степной зоны высокое количество осадков в тот же период – 507 мм. Средняя температура воздуха в вегетационный сезон 1996 г. составила +17,1°С, 1997 г. – +15,6°С, относительная влажность воздуха – 65,2 и 73,5 % соответственно (по данным метеостанции «Губиниха» и Присамарского международного биосферного стационара им. А. Л. Бельгарда).

Были определены коэффициенты корреляции между исследуемыми признаками вегетативной сферы мятлика узколистного (сопоставляемая величина выводилась как среднее из 75 побегов) и среднемесячными климатическими показателями: количеством выпавших осадков, температурой и относительной влажностью воздуха, полевой влажностью почвы в слое 0–20 см. Расчеты производили для отдельных вегетационных периодов 1996 (n = 5, где
n – количество пар значений, сопоставляемых в анализе) и 1997 (n = 6) гг., совместно для этих двух лет (n = 11) и только для их летних месяцев (n = 6).

Во всех исследованных местообитаниях по данным за два года выявлена достоверная положительная корреляция полевой влажности почвы с сырым весом вегетативных побегов Poa angustifolia и их обводненностью.

На пристенном склоне с сухолуговым гигротопом в засушливый год и по данным за два вегетационных периода наблюдалась положительная связь температуры воздуха с высотой вегетативных побегов, длиной листовой пластинки второго сверху листа. Для последнего показателя эта связь сохранялась достоверной и в летние месяцы. Обводненность побегов отрицательно коррелировала с температурой воздуха в засушливый год.

На горизонтальном участке в пристене с сухолуговым гигротопом во влагообеспеченный год наблюдалась положительная корреляция температурного фактора с высотой побегов, длиной листовой пластинки их второго сверху листа, абсолютно сухой и сырой фитомассой. Эти же зависимости, кроме последней, обнаружились и при анализе данных за два года. Летом высота побегов также положительно коррелировала с температурой, их обводненность – отрицательно. С июня по август наблюдалась положительная связь высоты побегов, длины листовой пластинки второго сверху листа и сырой фитомассы с относительной влажностью воздуха.

Таким образом, в луговых фитоценозах ведущими экологическими факторами для Роа angustifоlia являются температура и запас почвенной влаги в слое 0–20 см, в летнее время – также количество осадков и относительная влажность воздуха.

В плакорных местообитаниях выявлены следующие корреляционные зависимости. На опушке лесополосы (лугово-степной гигротоп) по данным двух вегетационных сезонов и отдельно засушливого года среднемесячная температура была положительно взаимосвязана с абсолютно сухой фитомассой вегетативных побегов. В летние месяцы относительная влажность воздуха также положительно коррелировала с высотой побегов, длиной листовой пластинки второго сверху листа, отрицательно – с его шириной.

На степной целине (средне-степной гигротоп) среднемесячная температура в засушливый год положительно коррелировала с высотой, длиной листовой пластинки их второго сверху листа, абсолютно сухой фитомассой вегетативных побегов. При анализе данных за два года, а также отдельно за засушливый год температура отрицательно коррелировала с обводненностью побегов. С июня по август высота побегов, длина листовой пластинки второго сверху листа и абсолютно сухая фитомасса были положительно сопряжены с относительной влажностью воздуха.

Положительная скоррелированность температуры воздуха и исследованных показателей вегетативной сферы мятлика узколистного объясняется схожестью кривых их распределения. С повышением температуры в летние месяцы данный вид замедляет рост, не прекращая его. Это свидетельствует о наличии приспособлений у него в степных условиях осуществлять «затрудненное водоснабжение» (Культиасов, 1982), производя больше веществ, чем тратится на дыхание. Ведущими экологическими факторами для Poa angustifolia в степных фитоценозах выступают запас почвенной влаги в слое 0–20 см и относительная влажность воздуха в летнее время.

Учитывая устойчивость мятлика узколистного к фактору пастбищной дигрессии, можно сделать заключение о его стойкости как компонента первого трофического уровня экосистемы. Это позволяет рекомендовать данный вид для создания сенокосов и пастбищ, а также разнофункциональных дерновых покрытий в степной зоне.

УДК 591.17

ПАДІННЯ ЯК УНІВЕРСАЛЬНИЙ СПОСІБ ПЕРЕМІЩЕННЯ ПРЕДСТАВНИКІВ БІОГЕОЦЕНОЗУ У ПРОСТОРІ

В. М. Литвин

Інститут шовківництва УААН, м. Мерефа, Україна, E-mail: litvm@ua.fm

Ключові слова: біогеоценоз, гравітаційна енергія, падіння, спосіб переміщення

FALLING AS A UNIVERSAL MOVING PATTERN

V. M. Litvin

Відомо, що за допомогою пересування в просторі біологічні об’єкти під час своєї життєдіяльності вирішують різні завдання. При цьому пересування організмів у просторі біоценозу відбувається як активними, так і пасивними способами.

При активних способах пересування (локомоція) витрачається внутрішня енергія організмів. Цими способами користуються представники тваринного світу. Вони використовують пересування для пошуку їжі, втікання від хижаків, знаходження статевого партнера, сприятливих умов існування та ін. При цьому застосовуються такі способи пересування: ходіння, стрибання, повзання, літання, плавання. Усі ці способи застосовуються відповідно до певного середовища, в якому відбувається пересування організмів. Так, перші три способи (ходіння, стрибання, повзання) використовуються організмами при пересуванні по твердому середовищі за допомогою ніг. Дрібні тварини можуть пересуватись також по водній поверхні.

Літання можливе лише в повітряному середовищі за допомогою крил. Цей спосіб пересування притаманний більшості комах, птахів і деяким ссавцям (летючі миші). Політ у повітрі летючих риб, деяких ящірок, летючих білок та інших тварин являє собою пересування за допомогою певних планеруючих пристосувань. Цей спосіб є кінцевою стадією стрибка тварин. Для плавання у підводному середовищі використовуються гребні прилаштування (від волосків і джгутиків до видозмінених кінцівок водних черепах, водоплавних птахів і ластоногих), вигинанням усього тіла (більшість риб, хвостатих земноводних та ін.), реактивним способом за рахунок виштовхування води із тіла (медузи, головоногі молюски та ін.).

Пасивне пересування організмів здійснюється за рахунок енергії природних потоків повітря та води або енергії іншого організму. Цей економічний спосіб пересування застосовують представники як рослинного, так і тваринного світу. Пасивний спосіб пересування, очевидно, виник у організмів значно раніше, ніж активний. Скоріш за все його використовували ще первинні організми у водах світового океану. Для здійснення цього способу вода океанів має все необхідне – течії, вертикальні конвекційні переміщення мас води, коловороти, енергію яких для локальних переміщень та міграції й досі використовують організми як з малою, так і великою масою.

Вихід організмів із води на сушу значно обмежив можливості використання пасивного способу пересування внаслідок того, що, зазвичай, якщо не враховувати енергетичну здатність відносно нечастих явищ, таких, як урагани та смерчі, енергетичні можливості повітря значно менші, ніж у води.

Рослини – відносно нерухомі організми, що не мають активних органів для переміщення свого пилку, насіння та інших видів опаду. Тому для пересування свого опаду рослини в процесі еволюції скористалися енергією вітру та конвекційних теплових потоків повітря, але для цього їм необхідно було зменшити свою масу та утворити спеціальні пристосування для створення підйомної сили. Згодом, з появою на суші тварин, рослини пристосувались використовувати і їх енергію для переміщення свого генетичного матеріалу.

Для пасивного розповсюдження свого насіння рослини пристосувалися використовувати й гравітаційне поле Землі. Цей спосіб відомий як барохорія. Для його реалізації в період розвитку рослин у насінні накопичується, крім відомої форми потенційної енергії у вигляді енергії органічних сполук, ще й досі не досліджена потенційна гравітаційна енергія, зумовлена взаємним тяжінням фізичних мас насіння та Землі. Споживаючи насіння та плоди як їжу, тварини використовують першу форму потенційної енергії для свого активного руху, пасивно переміщуючи при цьому генетичний матеріал. А гравітаційна форма енергії використовується самою рослиною для пасивного переміщення плодів і насіння до ґрунту способом падіння. Таким же чином до ґрунту потрапляють й інші види опаду рослин.

Однак використовувати переміщення у просторі за допомогою способу падіння можуть не всі організми. Така можливість у них з’являється тільки в повітряному та водному середовищі, а в ґрунті, зрозуміло, такий спосіб пересування використати неможливо. Його недоліком є також те, що за його рахунок (наприклад, при певній масі плода) можна пересуватися тільки у вертикальному напрямку вниз. Однак багато видів легкого насіння за рахунок використання планеруючих пристосувань, а також повітряних і водних потоків із горизонтальною складову руху можуть пересуватись під кутом до земної поверхні.

Ефективність способу пересування способом падіння залежить від багатьох причин. У рослин, насамперед, це визначається їх висотою, масою плода, а також наявністю пристосувань для планерування у насіння. Звичайно, ефективність переміщення збільшується за умов сильного вітру. Водночас густо розташовані рослини, що ростуть поряд, навпаки, не сприяють розповсюдженню насіння та плодів.

Про ефективність переміщення способом падіння свідчить той факт, що представники тваринного світу також пристосувались використовувати цей пасивний спосіб переміщення. Наприклад, імаго жолудевої плодожерки (Carpocapsa splendana Hb.), які зимували в підстилці, виходячи із коконів, долають енергетичний гравітаційний бар’єр між підстилкою й кроною завдяки крилам, використовуючи для цього запаси своєї хімічної енергії. При цьому, відкладаючи яйця на молоді жолуді, плодожерка надає яйцям потенційну гравітаційну енергію по відношенню до поверхні землі.

Ріст потенційної гравітаційної енергії гусениці починається з початком ембріонального розвитку, коли її маса росте за рахунок запасних речовин яйця. Гусениця, що вийшла з яйця, вгризається в жолудь, де продовжує набирати цю потенційну енергію за рахунок росту маси. Ушкоджені жолуді вже не можуть утримувати власну вагу й обпадають разом із гусеницями, використовуючи для цієї мети запасену потенційну гравітаційну енергію жолудя. Таким чином, спостерігається використання запасу гравітаційної енергії іншого організму (жолудя) для транспортування личинки до місця зимівлі без витрат своєї хімічної енергії.

Розрахований нами час вільного падіння жолудя з висоти 5 м становить приблизно 0,7 с. Очевидно, що шлях руху гусениці до підстилки по траєкторії падіння жолудя коротший і швидший за часом, порівняно зі шляхом руху по гілках і стовбуру. До того ж, рух гусениці всередині жолудя значно безпечніший у порівнянні з самостійним рухом.

У такий же спосіб використовує потенційну гравітаційну енергію жолудя й жолудевий довгоносик (Balaninus glandium Marsh.) та багато інших фітофагів.

Цікавий приклад протокооперації являє собою зв’язок уссурійського дубового шовкопряда (Antheraea jamamaj ussuriensis Schachbazov), який зимує на стадії яйця (грени), з дубом монгольським (Quercus mongolica Fisch.). Зимові температури в місцях перебування цього шовкопряда знижуються до –40 ºС. У таких умовах його грена не може витримати дії цього фактора, оскільки яйця гинуть при температурі нижче, ніж –22 ºС (Шахбазов, 1954). У процесі еволюції шовкопряда питання захисту грени від низьких температур було вирішене за рахунок використання кормової рослини, а точніше – листя дуба. Щоб скористатися цим захистом, імаго відкладає грену на листя невеликими порціями, по 10–15 штук. Листя у період вегетації накопичує потенційну гравітаційну енергію, яка в подальшому витрачається на переміщення листя разом із греною до підстилки, де під надійним захистом снігу відбувається зимівля. Відкладання яєць на листя, а не на гілки та стовбур, – важливе пристосування, яке забезпечує уссурійському шовкопряду найпівнічніше розповсюдження з усіх представників роду Antheraea.

Отже, використання способу переміщення у просторі біогеоценозу, відомого як падіння, дуже поширене серед представників флори та фауни. Даний спосіб реалізується за рахунок використання накопиченої в період розвитку та життєдіяльності потенційної гравітаційної енергії.

СТІЙКІСТЬ ДЕКОРАТИВНИХ РОСЛИН

Ю. В. Лихолат*, В. П. Стефурак**

ORNAMENTAL PLANTS’ TOLERANCE UNDER CONDITIONS

Yu. V. Likholat*, V. P. Stefurak**

Один із шляхів оптимізації довкілля на техногенних територіях – збереження вже існуючих природних і створення декоративних стійких культурних фітоценозів. Суттєва роль при цьому відводиться трав’яному покриву, який позитивно впливає на екологічний режим довкілля. Недостатність знань про специфічні механізми адаптації декоративних трав у штучних фітоценозах в умовах забруднення довкілля інгредієнтами промислових викидів гальмує рішення багатьох природоохоронних програм в умовах промислового міста. У зв’язку з цим мета нашої роботи – виявлення біоморфологічних ознак стійкості різних сортів і гібридних форм квітково-декоративних видів для більш широкого подальшого вирощування на території промислових підприємств в умовах степового Придніпров’я.

Накопичення рослинами токсичних речовин вище критичного рівня неминуче призводить до пошкодження рослин. Вразливість квітково-декоративних рослин у композиціях залежала від їх зовнішнього вигляду, висоти видів, декоративності листків, розмірів і забарвлення квіток, тривалості квітування. Для оцінки залежності газостійкості рослин від висоти, кольору листя та квітів, тривалості цвітіння нами розраховані коефіцієнти кореляції. За ступенем пошкодження листової пластинки в умовах надходження в біосферу речовин, що виділяються внаслідок різноманітних технологічних процесів, нами складена шкала стійкості основних квітково-декоративних рослин, які були нами використані при озелененні промислових підприємств.

Розраховані коефіцієнти кореляції між ростовими показниками та вмістом важких металів у листі рослин дозволили виявити вплив конкретного елемента на морфологічні показники. Зокрема, виявлений зворотний зв’язок між вмістом кадмію та площею листків, що, у свою чергу, не супроводжувалося зменшенням кількості листків на одиницю пагона у календули лікарської сорт «Сенсація». Відсутність ксероморфних ознак у листків даної рослини супроводжувалася підвищенням пошкодженості листків даного виду, а відповідно і зменшенням його стійкості. І, навпаки, у стійкого сорту календули лікарської «Оранж кьоніг» підвищений вміст кадмію не сприяв збільшенню кількості мертвих листків і зменшенню розмірів суцвіть.

Виявлені декоративні властивості та особливості стійкості 34 видів, сортів і форм квітково-декоративних рослин є обґрунтуванням можливості їх більш широкого використання при створенні пейзажних композицій на території металургійних і прокатних підприємств.

УДК 574:504.7

ПОЛИТИКА И ФАУНА

А. В. Матюхин

Институт паразитологии РАН,
Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН, г. Москва, Россия

Ключевые слова: пиицы, видовое разнообразие, численность, Казахстан

POLICY AND FAUNA

A. V. Matyukhin

Severtsov Institute of Ecology and Evolution RAS, Moscow, Russia

Key words: birds, species diversity, number, Kazakhstan

Роль и влияние различных погодных, климатических, географических, антропогенных и даже астрономических (солнечное и лунное затмение) явлений и факторов на фауну в современной литературе обсуждались неоднократно. Исследование влияния таких политических явлений как образование новых государств или развал огромных империй, масштабные или локальные войны на фауну отдельного региона в литературе очень редки. Видимо, ученым еще предстоит осмыслить результаты процесса объединения давно не утихающей от войн Европы в единое государство.

На наших глазах произошел развал СССР, принявшего эстафету от Великой Российской империи. Развал единой государственной системы с плановой политикой, стоявшей под единым началом компартии, на мелкие государства с разным политическим устройством повлек за собой значительные перестройки в политике и экономике этих государств. Несомненно, все эти изменения в политике и экономике повлекли за собой изменения в хозяйственной деятельности отдельных регионов и, как следствие, оказали определенное влияние на флору и фауну.

С начала перестройки до развала СССР (1985–1990 гг.) в южном Казахстане проводили многолетние исследования фауны региона. За эти годы были изучены видовой состав и численность гнездящихся и пролетных видов птиц предгорных степей (Сарыагачский р-н Чимкентской обл.). За 6 полевых сезонов в течение 362 дней отловлено и окольцовано более 2000 птиц, из них более 600 особей помечено индивидуальными метками (пластиковыми кольцами, окрашенными родамином трех цветов). В 1985–1990 гг. на гнездовании отмечены ястреб–тетеревятник (Accipiter gentilis), ястреб–перепелятник (Accipiter nisus), курганник (Buteo rufinus) могильник (Aquila heliaca), стервятник (Neophron percnopterus) пустельга обыкновенная (Falco tinnunculus), балобан (Falco cherrug). Самый многочисленный представитель дневных хищных птиц – обыкновенная пустельга. На территории сая пустельга отмечена с начала марта и на протяжении всего летнего периода. На 25 км² гнездилось от 15 до 25 пар. Из ракшеобразных (Coraciformes) обычны удод (Upupa epops L.) – от 20 до 40 пар, сизоворонка (Coracias garrulus L.) – от 20 до 50 пар, щурка золотистая (Merops apiaster) – от 50 до 150 пар. Из воробьиных самым заметным видом была черная каменка (Oenanthe picata) – ежегодно гнездилось 120–130 пар. Отмечена высокая численность двупятнистого жаворонка (Melanocorypha bimaculata) – 50–150 пар и желчной овсянки (Emberiza bruniceps) – 150–200 пар. В Дарбазинском сае нами учтено 14–17 колоний бактрийского воробья (Passer bactrianus) численностью от 4 до 50 пар в каждой, всего 225–270 пар (Матюхин и др., 1990).

В 2005 году (через 20 лет после начала исследований) нами предпринята поездка в Дарбазинский сай для выявления изменений, произошедших за истекшие 15 лет. В результате майских исследований выявлено, что фауна претерпела значительные изменения как в видовом, так и количественном составе птиц.

В 2005 г. из дневных хищных птиц в сае отмечено 4–6 пар пустельги, пара стервятника и, видимо, пара балобана. В два–три раза сократилась численность ракшеобразных (удод, сизоворонка, щурка). Число колоний бактрийского воробья сократилось до 5–7, а численность до 40–50 пар. Численность черной каменки сократилась на порядок: с 120–130 до 10–15 пар. Не изменилась и даже, возможно, увеличилась численность желчной овсянки и двупятнистого жаворонка. Отмечено гнездования 3–4 пар кеклика.

Впервые отмечен кот–манул.

С 1985 по 1990 год розовый скворец (Pastor roseus) отмечен нами только на пролете в мае. Скопления до 2000–5000 особей кормились как на территории сая, так и в его окрестностях. В 1985–1990 гг. на гнездовании этот вид не отмечен. В 2005 году розовый скворец появился в конце апреля (согласно сведениям местных жителей). Огромные скопления от 5 до 15 тыс. особей держались в поселке Бешкудук, кормились в сае и в его окрестностях. На ночевку до конца мая собирались на деревьях яблоневого сада поселка Бешкудук. 25 мая 2005 года северная и северо-восточная часть сая, а также урочище Тимирши были заняты розовыми скворцами. В гнездах было от 4 до 7 яиц. Расстояние между отдельными гнездами составляло не более 20–40 см. Только в урочище Тимирши гнездилось от 5000 до 10000 птиц.

На наш взгляд, очевидны следующие причины произошедших изменений в фауне
региона.

1. В 1985–1990 гг. Дарбазинский сай был излюбленным местом отдыха жителей Ташкента. Горожане выезжали в сай за тюльпанами и грибами или просто на отдых. В настоящее время, после образования границы между Казахстаном и Узбекистаном, сай используется только пастухами, и то не в должной мере. После развала колхозов и совхозов сократились посевные площади под зерновые, что привело к увеличению площадей, занятых естественными травами. Увеличение биомассы естественного травостоя и отсутствие химикатов, используемых при выращивании зерновых, привело к увеличению численности прямокрылых. Сокращение поголовья овец с 40 до 13 тысяч также способствовало увеличению биомассы травостоя, что также положительно сказалось на численности прямокрылых. Увеличение биомассы прямокрылых привело к вселению розовых скворцов в Дарбазинский сай и прилегающие территории.

2. До развала СССР забор камней из сая для строительства был редким явлением. В настоящее время в связи с низким уровнем жизни населения естественный камень чаще используется для строительства. При этом разбиваются скалы и, соответственно, разрушаются естественные места гнездования большей части птиц, обитающих в скалах. В настоящее время на гнездовой территории (200 х 200 м), где раньше гнездилась пара черных каменок,