Целюлозолітична активність ґрунту під дією екскреторного опаду Ardea cinerea

УДК 598.244.1:591.552:58.073

М. В. Трифанова*, Г. О. Задорожна**
*Природний заповідник «Дніпровсько-Орільський»,
Дніпропетровськ, Україна
**Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара,
Дніпропетровськ, Україна

M. V. Tryfanova*, G. O. Zadorojhna**
*Nature Reserve «Dniprovs’ko-Oril’s’ky», Dnipropetrovsk, Ukraine
**Oles’ Honchar Dnipropetrovsk National University, Dnipropetrovsk, Ukraine

Птахи виступають інформативною моделлю дослідження взаємозв’язків організмів між собою та їх середовищем існування. Із 2000 р. досліджується колоніальне поселення сірої чаплі (Ardea cinerea L.) на двох дослідних ділянках: на території природного заповідника «Дніпровсько-Орільський» та прилеглому до заповідника острові Погорілий (або «Дика коса»). Отримані нами дані свідчать про те, що екскреторна активність колоніальних птахів, зокрема сірої чаплі – безпосередній фактор впливу на рослинний і ґрунтовий покрив. Такий вплив зумовлює ряд наслідків: зменшується видове різноманіття рослин, утворюються мертво­покривні парцели тощо (Вовк, 2006; Вовк, Ганжа, 2011). Функціональна роль екскреторного опаду на екотоп досліджувалась через вплив на ґрунти, а саме на накопичення важких металів та комплексу NPK (Вовк, 2004). Мета даної роботи – оцінити консортивний вплив сірої чаплі на целюлозолітичну активність ґрунту, його родючість у межах поселення птахів.

Зміни кількісного складу колоніального поселення та його просторової орієнтації вивчали за допомогою біноклів (з відстані 300 м), систематичних візуальних спостережень і маркування гніздових дерев. Дослідження біології сірої чаплі відбувалось за методиками, що запропоновано використовувати при комплексних зооекологічних дослідженнях (Вовк, 2007). Дослідження ґрунтових властивостей проведене за регулярною сіткою. Дослідний полігон розташований безпосередньо під гніздовими деревами складає 5 трансект по 25 точок у кожній (загальний об’єм – 125 проб). Целюлозолітичну активність ґрунту оцінювали аплікаційним методом, як субстрат використано фільтрувальний папір (Жуков, 2009). Твердість ґрунту вимірювали у польових умовах за допомогою ручного пенетрометру Eijkelkamp на глибину до 100 см з інтервалом 5 см. Температуру ґрунту визначали за допомогою цифрових термометрів WT-1.

Статистичний розподіл значень логіт-перетворених даних целюлозолітичної актив­ності ґрунту відповідає нормальному. Рівень розкладання субстрату знаходиться у діапазоні 0,61–0,94 за час експозиції. У 95 % випадків розклалось 0,75–0,93. Логіт-перетворена змінна демонструє помірний рівень варіації (коефіцієнт варіації – 28,1 %).

Як просторову модель для описання мінливості целюлозолітичної активності обрано сферичну модель. Наггет-ефект варіограми (С₀) складає 0,05, частковий поріг (С₁) – 0,25. SDL – рівень просторової залежності – складає 16,7 %, що відповідає сильній просторовій залежності показника мінливості целюлозолітичної активності ґрунту в межах поселення колонії чапель. Результати регресійного аналізу дозволяють говорити, що спостерігається достатньо велика негативна залежність між целюлозолітичною активністю та відстанню від дерев, на яких розташовані гнізда птахів. Також спостерігається достовірна та позитивна залежність між целюлозолітичною активністю та температурою ґрунту.

Колонія чапель як важливий модулятор енергетичних процесів у цьому лісовому біогеоценозі впливає не тільки на інтенсивність розкладання целюлози, а й на інші процеси у ґрунті. З іншого боку у межах прируслового валу існує багато джерел збурення просторової неоднорідності на фоні яких треба вичленувати компоненту, пов’язану із середовищетвірною активністю колонії чапель. Тому як маркер просторової неоднорідності обрано показник твердості ґрунту, що виникає як наслідок варіабельності ґрунтотворних процесів (Жуков та ін., 2011). Згідно зі стандартизованими регресійними коефіцієнтами, целюлозолітична активність поверхневого шару ґрунту вища там, де показники твердості нижчі (у шарі 20–25 см), а вища там, де (на глибині 25–30 см) ґрунт твердіший. Це є достатньо цікавим, тому що при дослідженні целюлоза закладалась на глибину 0–15 см, тому цей результат ілюструє значний взаємозв’язок екологічних умов ґрунту на різних його глибинах.

Для детальнішого аналізу встановлених зв’язків використано метод моделювання структурних рівнянь. Він – комбінація множинного регресійного аналізу та аналізу головних компонент (Sepath-аналіз), який дозволяє перевірити гіпотезу про відповідність спосте­режуваних даних припущенню про напрямок причинно-наслідкового зв’язку. Згідно його результатів, спостерігається позитивний зв’язок температури з відстанню від дерев з гніздами чапель. Характер впливу температури на целюлозолітичну активність і просторові патерни цих екологічних властивостей є протилежними. Залежність твердості ґрунту від відстані до гнізд чапель значно нижча, ніж залежність целюлозолітичної активності. Найбільшою мірою ефект колонії чапель віддзеркалюється на поверхневих і приповерхневих шарах ґрунту та стихає при збільшені глибини. Вплив твердості ґрунту на целюлозолітичну активність незначний. Таким чином, протікання біологічних процесів у ґрунті знаходиться під значним контролем діяльності птахів у колонії. На такому показникові, як твердість ґрунту, цей вплив відображається незначно.

---

Zoocenosis — 2013
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІ Міжнародної наукової конфе ренції. – Дніпропетровськ: Адверта, 2013. – С. 241-242.