УДК 574.23

П. Т. Орехов

Московский Государственный открытый Педагогический Университет им. М. А. Шолохова, г. Москва, Россия

Подземная карстовая гидросистема Кап-Кутан хребта Кугитангтау, расположенного на востоке Туркменистана, на данный момент является крупнейшей в карбонатном карсте бывшего СССР. Суммарная протяженность всех пещер, известных в системе, составляет свыше 60 000 м. При этом предположительно, обследована только сравнительно небольшая часть (порядка первых процентов) верхних этажей системы.

Система представляет собой набор древних пещер, заложенных и погребенных в равнинных условиях. При активизации карстового процесса в среднечетвертичное время часть пещер была обновлена и объединена в одну систему общими нижними этажами, имеющими другое общее направление стока, диктуемое поднявшейся Кугитангской мегантиклиналью.

При этом обновлении набор процессов, определяющих морфологию пещер, был своеобразным. Роль потоков в вадозной зоне исчерпывалась выносом заполняющих глинистых и обвальных отложений. Единственным фактором карстовой денудации являлась коррозия конденсационными водами, увеличившая объем отдельных полостей, сверх погребенного их объема, в 9 – 10 раз, что легко дешифрируется по отложениям остаточных глин. Морфология таких полостей сильно осложнена обвалами, в телах которых, а также над которыми, за счет той же коррозии конденсационными водами развиты вторичные лабиринты. Во фреатической зоне, насколько можно судить по достигнутым трем фрагментам нижних этажей, коррозия была избирательной – карст развивался не в интенсивно прокремненных известняках, а в телах гидротермальных кальцитовых жил мощностью до первых метров.

На некоторых этапах развития отдельные участки системы подвергались воздействию агрессивных гидротермальных растворов.

Из факторов определяющих своеобразие пещерных биотопов можно выделить три основных: отсутствие света, относительно постоянную температуру и высокую влажность воздуха.

В пещерах Карлюкской группы температурный режим колеблется в пределах +21…+25°С, что приблизительно соответствует среднегодовой температуре местонахождения данной пещеры. Это определяет целый ряд биологических особенностей пещерных обитателей: апериодичность размножения, постоянный темп роста, проявляющийся в отсутствии годичных колец на раковинах моллюсков и т.д.

Ближе к выходу из пещеры температура в большей степени зависит от температуры воздуха окружающей местности: летом она выше, чем в глубине пещеры, а зимой ниже. Температура пещерных водоемов очень близка к температуре воздуха, обычно незначительно ниже.

`Не менее характерной, чем температурный и световой режим, для большинства пещер можно считать чрезвычайно высокую влажность воздуха. Колебания относительной влажности отмечены в пределах 85–96 %. Насыщенность воздуха водяными парами в значительной степени стирает ту резкую грань между водными и сухопутными биотопами, которая наблюдается на поверхности земли. Сухопутная и водная фауна смешиваются. Водные животные могут находиться на суше весьма продолжительное время. В то же время многие сухопутные формы постоянно переходят в водоемы. Эти переселения совершаются главным образом в поисках пищи.

Многие пещерные животные в связи с высокой влажностью являются формами стеногидробными.

В особом положении находится вопрос об источниках питания пещерных животных, или, в более широком понимании, механизмы динамики органического вещества в пещерах.

Вносимое в пещеры извне органическое вещество имеет большое значение. Но помимо такого аллохтонного органического вещества, в пещерных водоемах, как показали недавние исследования, имеется также автохтонное, т.е. образованное внутри пещеры органическое вещество. В грунте пещерных водоемов были обнаружены автотрофные бактерии, способные, окисляя неорганические соединения и используя углекислоту, создавать органическое вещество. Следовательно, эти бактерии являются продуцентами, и в глубинных, лишенных света частях пещеры они заменяют зеленые растения. Были найдены серобактерии, окисляющие растворенные в воде сернистые соединения, используя освобождающуюся при этом энергию, и железобактерии, окисляющие гидрокарбонат железа. Благодаря деятельности автотрофных бактерий неорганические вещества превращаются в органические и включаются в круговорот. Таким образом, цикл органического вещества в некоторых пещерах частично замкнутый, обратимый.

В соответствии с классификацией Дудича (Dudich, 1933) Карлюкские пещеры представляют собой амфитрофные хемо-эндотрофные пещеры. Принос аллохтонного органического вещества частично осуществляется за счет просачивания атмосферных осадков. Но основным источником проникновения органических веществ с поверхности в карстовую гидросистему является обилие карстовых провалов на местности вскрывающих подземный поток во многих местах. Большая часть фаунистических находок гидробионтов приурочена именно к таким местам выхода подземных вод на дневную поверхность.

Все исследования по пещерной и фреатической фауне Туркмении проводившиеся до настоящего времени были эпизодичны и носили, к сожалению, чисто инвентаризационный характер. Не предпринималось попыток по выявлению и анализу структуры подземных биоценозов, трофических взаимосвязей и их динамики.

В данной работе предпринята попытка систематизации имеющихся данных полученных рядом авторов занимавшихся изучением фауны Карлюкских пещер.

В фауне Карлюкских пещер представлены следующие систематические группы.

Фораминиферы (Foraminifera) представлены несколькими видами. Крупные фораминиферы с агглютинированной песчаной раковинкой – Jodammia zernovi (Schmalh.,). Trochamminita sp., Miliamina sp., (det. Е. М. Майер) – в солоноватом (11,7 ‰) озере в пещере Каптар-Хана. Близкие формы обнаружены и в расположенном в 40–50 км от упомянутой пещеры в карстовом источнике Ходжа-Кайнар.

Нематоды (Nematodes). Наиболее интересно нахождение точнее не определенного представителя семейства Oncholaimidae (последнее тесно связано с морем) в озере упоминавшейся пещеры Каптар-Хана.

Брюхоногие (Gastropoda) подкласс переднежаберные (Prosobranchia). В Карлюкских пещерах обнаружены Truncatellidae, принадлежащие к выделяемому Я. И. Старобогатовым (личное сообщение) роду Pseudocaspia gen. n., и неясного систематического положения моллюски, напоминающие по раковине восточно-азиатский вид Taihua.

Подкласс высшие раки (Malacostraca) семейство Parabathynella представлено одним неописанным (личное сообщение А. И. Янковской) видом.

Отряд равноногих ракообразных Isopoda (подотряд Asellota) представлен тремя видами Microcharon и единственным азиатским представителем рода Stenasellus – S. asiaticus Birst. et Star. из источника Ходжа-Кайнар.

Отряд разноногих ракообразных (Amphipoda) представлен двумя родами бокоплавов Bogidiella и Crandonyx каждый из которых, в свою очередь представлен двумя видами.

Отряд жесткокрылые (Coleoptera) представлен семейством жуков чернотелок (Tenebrionidae) из рода Leptodes одним видом – L. lindbergi Kasz., имеющим некоторые морфологические приспособления к подземному существованию.

Надкласс рыбы (Pisces) представлен одним представителем класса костных рыб (Osteichthyes) эндемичным видом Noemacheilus starostini sp. n. – Кугитангский слепой голец Старостина.

Интерес вызывает достаточно массовое проникновение в пещеры системы поверхностной фауны (вплоть до млекопитающих). Следы различных животных встречаются на глубинах до 200–300 метров под дневной поверхностью.

Формирование пещерной фауны было длительным и сложным процессом, многие детали которого в настоящее время не поддаются анализу. Имеющиеся данные позволяют предполагать, что источники, из которых рекрутировались различные слагающие современную подземную фауну комплексы, весьма разнообразны, и что происхождение этих комплексов относится к различным отрезкам геологического времени.

Прежде всего, следует рассмотреть возможные источники формирования подземной фауны. Они, естественно, должны оказаться различными для разных экологических групп.

По отношению к сухопутной спелеофауне ряд интересных соображений высказан Жаннелем. Он считает население лесной подстилки основным источником формирования сухопутной фауны пещер. Условия существования в толще лесной подстилки во многом сходны с господствующими в подземных полостях (высокая влажность, отсутствие света, сглаженные колебания температуры и т.д.). Основным этапом на пути создания трогло­бионтов Жаннель считает появление приспособлений к жизни в толще лесного грунта. Это – активная фаза эволюции, позволившая прошедшим ее животным проникнуть в собственно подземные биотопы, после чего начинается пассивная фаза эволюции.

Обращаясь к подземной фауне Средней Азии можно только в самой общей форме увязать почти полное отсутствие сухопутных троглобионтов в Туркмении со слабым развитием лесной растительности в этом районе. Местная восточно-азиатская флора быстро вымирала уже в палеогене в связи с прогрессирующей сухостью климата и сохранилась только в виде отдельных реликтовых участков в долинах и балках некоторых горных систем.

В Средней Азии хорошо видно массовое вселение в пещеры форм, обитающих в трещинах и норах.

Подобные сопоставления требуют в дальнейшем гораздо более глубокого анализа, но представляются перспективными. Однако фауну лесной подстилки затруднительно считать единственным источником формирования подземной фауны. Среди троглобионтов многочисленны группы не связанные с этим биотопом.

Рассмотрим возможные источники формирования фауны подземных вод. Обитателей подземных водных можно разделить на два комплекса разного происхождения – морского и пресноводного.

Способ и время проникновения из моря в подземные материковые воды многочисленных и разнообразных форм были, несомненно, различные. Одним из основных источников формирования подземной водной фауны следует считать интерстициальную морскую фауну – своеобразное население капиллярных ходов между песчинками морских пляжей. Некоторые роды ракообразных объединяют морские интерстициальные и пресноводные подземные виды. В качестве примера можно привести род равноногих ракообразных Microcharon, включающий 16 видов и 5 подвидов, 2 из которых обитают в море, один в солоноватом подземном озере, а один, живущий в пресных грунтовых водах, хорошо переносит периодическое осолонение. Из морских вод, пропитывающих морской песок, эвригалинные виды проникают и проникали в прошлом в систему грунтовых, пресных и солоноватых вод. И в случаях изоляции отдельных популяций преобразовывались в особые виды. Так дело обстоит с родами бокоплавов Bogidiella Ingolfiella и др. Подземный род бокоплавов Niphargus близок к морским родам Eriopisa и Eriopisella и прошел подобный же путь эволюции, но некоторые его виды стоят на пути вселения из пресных подземных вод в наземные.

Особый интерес вызывают подземные фораминиферы, обитающие в солоноватых грунтовых водах пустыни Каракумы, в солоноватом озере пещеры Каптар-Хана в восточной Туркмении, а так же в солоноватых грунтовых водах Сахары. Они так же перешли к жизни в грунтовых водах из древних, ныне исчезнувших, морей и только благодаря этому дожили до наших дней.

Проблема реликтов в зоогеографии подземных вод осложнена еще одним обстоятельством. Как отмечено выше, в пресных и солоноватых подземных водах зарегистрировано значительное число видов, ближайшие родственники которых обитают в морях.

Наиболее просто было бы объяснить распространение подобных видов морского происхождения, увязав их местонахождения с границами каких-нибудь древних морей. Если по отношению к Сахаре и Каракумам это удается сделать, то по отношению к Кугитангу приходится наталкиваться на определенные трудности, поскольку данные зоогеографии вступают здесь в противоречие с данными палеогеографии. Так, например, в солоноватом (11,7 %) озере в упомянутой пещере Каптар-Хана обнаружена целая фауна морского происхождения – фораминиферы, нематоды, гарпактициды и равноногие ракообразные. Район пещеры Каптар-Хана в палеогене покрывался морем, но в начале неогена он подвергся мощным тектоническим колебаниям, амплитуда которых достигала 12–14 км. При этом гидрографическая сеть радикально перестроилась, а температура грунтовых вод изменялась настолько значительно, что невозможно представить себе сохранение в них живого населения. Последующие морские трансгрессии не доходили до Каптар-Ханы; отложения самой обширной для них – Акчагыльской – зарегистрированы в 300 км от пещеры.

Из этих примеров следует, что ясной зависимости между местонахождениями подземных животных морского происхождения и очертаниями какого либо из третичных морей, по крайней мере, для Средней Азии, установит, не удается. Остается допускать либо способность таких видов к активным миграциям по системе пресных и солоноватых грунтовых вод далеко за пределы границ морских трансгрессий, либо сохранение их с более отдаленных, чем третичные, времен, вплоть до палеозоя. Последнее предположение не однократно высказывалось применительно к Bathynellacea и некоторым другим формам.

Если способ проникновения большинства пресноводных животных в подземные воды не вызывает особых сомнений, то о времени, к которому следует относить это процесс, судит очень трудно. С полным основанием можно допускать его длительность, на что указывает, прежде всего, различная степень таксономической обособленности разных троглобионтов от обитателей водоемов поверхности земли. Среди пресноводных троглобионтов насчитывается ряд исключительно подземных родов. Таковы из ракообразных подземных вод Туркмении роды Crangonyx, Pseudocrangonyx, Stenasellus и др. По всей вероятности, роды, приуроченные только к подземным водам, обитают в них в течение более продолжительного времени, чем роды, включающие и подземные и наземные виды, и, во всяком случае, чем к близкие к наземным подвиды.

О глубокой древности многих троглобионтных родов свидетельствуют и их огромные разорванные ареалы. Другие, наоборот, приурочены только к какому либо ограниченному району и должны рассматриваться как его древние эндемики. Некоторые авторы предлагают считать в самой общей форме виды морского происхождения дериватами Тетиса, не пытаясь уточнить время и место их проникновения из моря в материковые подземные воды.

Zoocenosis — 2003
 Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – С. 15-21.

УДК 574:504.7

Л. П. Мицик

Дніпропетровський національний університет, м. Дніпропетровськ, Україна

Одним із найефективніших способів докорінного покращення стану довкілля в Україні є його облаштування безперервною живою системою, яка становить різновид екологічної мережі такої будови. Головні її осередки являють собою критичну масу корінних або відновлених угідь із забороною будь-якої господарської діяльності, крім раціонального догляду (заповідники, національні парки, заказники і т. ін.). Проте вони повинні бути з’єднаними не тільки традиційними лісосмугами у вигляді дискретних (розірваних) пасом деревних насаджень (яких зараз у степовій зоні у 2–3 рази менше ніж потрібно), а безпосередньо з’єднаними смугами та подекуди масивами, які складаються з притаманних місцевим умовам типів рослинності. Отже, вони мають містити, як деревні угруповання, так і чагарникові та трав’янисті. Два останні – не складові насаджень із домінуванням деревних рослин, а окремі різнотравно-типчаково-ковилові, лучно-степові, вологолучні і т. п. масиви та широкі смуги.

Проте в Степовій зоні України, в різнотравно-типчаково-ковиловій підзоні справжнього степу (відповідає локалізації звичайного чорнозему), крім «Хомутовського степу», немає спеціалізованих заповідників, які представляли б зональні умови з відповідними біогеоценозами. Наприклад, у Дніпропетровській обл. всіх заповідних одиниць – 116, але тільки деякі з них частково «виходять» на плакорні (степові зональні) місцезростання. В типчаково-ковиловій підзоні (південний чорнозем), крім «Асканії-Нова», є лише декілька малих степових незайманих цілин.

Переконливою підставою для упровадження пропонованої системи, крім іншого, є таке повідомлення (Сумароков, 2001). З 1989 по 1998 рр. у Дніпропетровській обл. приблизно в 10 раз зменшився об’єм внесених на поля інсектицидів. Проте кількість особин комах–фітофагів (шкідників культурних рослин) і навіть їх видів не збільшилась, а коливаючись по роках, лишилась приблизно однаковою! Чисельність видів ентомофагів збільшилась в 8–42 рази (з’явились і такі, що вважалися зовсім зниклими в області). Але, зазначимо, ці позитиви відбулись саме тому, що ще не всі трав’яні «острівці» були знищені остаточно. Пропонована схема сприятиме збереженню біологічного різноманіття, значно розширить можливості міграції та рівномірного розосередження організмів усіх еколого-біологічних груп, створюючи позитивно стабільний біогеоценотичний режим довкілля.

Для улаштування каркасу біотичної стабільності необхідно вилучити певні площі з теперішнього використання, як це вже поступово робиться на острові Хортиця (Запоріжжя). В Україні накопичено позитивний досвід відтворення степової рослинності завдяки відповідним напрацюванням у Донецькому ботанічному саду, у Степовому відділенні Нікітського ботанічного саду автором цієї публікації та в заповіднику «Асканія-Нова».

Zoocenosis — 2003
 Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – С. 14-15.

УДК 598.2:591.533

Є. О. Кременецька, А. І. Гузій

Національний аграрний університет, м. Київ, Україна

Метою роботи є розгляд основних засад і особливостей формування та класифікації лісових зооценозів на прикладі орнітоценозів.

Зооценоз загалом розглядається як сукупність взаємопов’язаних і взаємозалежних видів тварин, що сформувалася на будь-якому просторі, зазвичай у межах одного біоценозу, а, отже, і біотопу. Як правило, зооценоз є функціональною, невід’ємною частиною біоценозу, проте іноді (на великих глибинах у морях, печерах) виступає як самостійне утворення. Зооценоз завжди складається багатьма поколіннями тварин. Таким чином, зооценоз можна констатувати як певний комплекс тварин, рослин та інших факторів середовища, спільність яких сформувалася історично. Проте первісна природа зазнала суттєвих антропогенних змін. Як наслідок, зооценози можна розділити на дві групи: корінного й антропогенного походження. У межах одного зооценозу корінного походження може зустрічатися чимала кількість зооценозів антропогенного походження (наприклад, зооценози похідних смерекових, грабових лісів у смузі букових лісів однойменного поясу у Карпатах). Кількість зооценозів похідного походження може зменшуватися з погіршенням умов їх формування. Так, наприклад, у поясі дубових лісів Карпат можуть формуватися зооценози грабових, букових, березових, осикових та інших похідних лісів, рільних, лучних екосистем. Тоді як високо у горах, із випаданням, чи знищенням смерекових лісів, в абсолютній більшості випадків, з-за збіднення лісорослинних умов, насадження можуть відновлюватися за рахунок переважно смереки, оскільки інші деревні породи тут зустрічаються як домішок, чи можуть виникати післялісові луки, заселяючись відповідними видами тварин.

Формування лісових зооценозів тісно пов’язане з динамікою рослинного покриву. Зазначена закономірність пояснюється тим, що різні види тварин формувалися на певному фоні рослинного покриву. Зміна клімату обумовлює міграцію рослинності, відповідно змінюється й структура зооценозу. Зазначений аспект питання розглянемо на прикладі формування лісових орнітоценозів західного регіону України.

Зіставивши матеріали міграції рослинності зі знахідками решток птахів, розташуванням районів їх виникнення, ми прийшли до наступних висновків.

Сучасні орнітологічні комплекси (орнітоценози) почали формуватися з кінця третинного періоду, оскільки до цього часу у Європі панувала субтропічна рослинність. У їх формуванні можна виділити три етапи.

Перший етап охоплює кінець неогенового, початок четвертинного періоду. З похолоданням клімату, напередодні четвертинного періоду, смерекові ліси з північних широт проникли у Європу, разом із соснами звичайною й кедровою формуючи тайгу в Карпатах. Поряд із смерекою, у Карпати проникли й тайгові види птахів, та види інших типів фаун, пов’язані проживанням із смерековими лісами. У плейстоцені четвертинного періоду ці ліси були знищені льодовиком. Окремі ділянки могли зберегтися у небагатьох схованках. Панівне становище у горах і на рівнині знову зайняли соснові й березові ліси з притаманною їм фауною.

Другий етап охоплює період від раннього до середнього голоцену. У ранньому голоцені, із потеплінням клімату, смерека вийшла зі схованок у верхніх поясах Карпат, витісняючи сосну й березу, знайшла там домінантне становище. У нижніх частинах схилів соснові й березові ліси почали витіснятися широколистяними лісами, особливо з дуба звичайного, формуючи тут, поряд із названими деревними породами та смерекою, мішані угруповання. Відбувається обмін флористичним і фауністичним матеріалом. Тайгові ліси могли увібрати птахів широколистяних лісів і навпаки. Поряд із дубом звичайним, у Карпати проникла більшість птахів європейського походження. Фауністична структура населення птахів за походженням набула мішаного характеру. Лісостепова зона вкрилася дубовими лісами, що повернулися зі степової зони і проникли на Полісся.

Розселення широколистяних лісів ішло з Карпатсько-Північно-Балканського узбережжя третинної рослинності у бік східних районів Руської рівнини. Як наслідок, заселення лісостепової зони, Карпат і Полісся проходило не лише з півдня, а й південного сходу і південного заходу, про що може свідчити участь у складі населення птахів різних типів фаун.

Третій, завершальний, етап формування сучасних орнітоценозів охоплює період від пізнього голоцену до теперішнього часу. У пізньому голоцені формується наймолодший рослинний пояс Східних Карпат – букових лісів. Бук витісняє смереку з низькогірних територій і, проникаючи у глибину північних мегасхилів, формує темношпильково-букові ліси, а на південних схилах – чисті букові. У формуванні орнітокомплексів істотно посилюється роль птахів широколистяних лісів. У лісостеповій зоні помітних змін не відбулося.

Питання формування зооценозів має істотне значення як для науки, так і справи охорони природи. При створенні заповідних об’єктів далеко не завжди слід орієнтуватися на зооценози корінного походження. Можна навести чимало прикладів територій антропогенного походження з багатим видовим складом тварин і високою їх чисельністю (наприклад, заказник «Чолгинський», створений на основі водойм–відстійників техногенного походження об’єднання «Сірка»).

Таким чином, зооценози можна розділити на дві групи: корінного й антропогенного походження. На території одного корінного зооценозу може зустрічатися декілька зооценозів антропогенного походження. Формування лісових зооценозів пов’язано з динамікою рослинного покриву.

Zoocenosis — 2003
 Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – С. 13-14.

УДК 591.524

В. І. Гулай

Кіровоградський державний педагогічний університет,
м. Кіровоград, Україна, E-mail: ogulay@kspu.kr.ua

Біологічне різноманіття, як явище, розглядається багатьма сучасними дослідниками перш за все з позицій насичення тих чи інших біот таксономічними, головним чином видовими одиницями. Не піддаючи загалом сумніву доцільність такого підходу, ми разом із тим вважаємо, що він не може бути визнаним за вичерпний, оскільки не враховує окремих особливостей біології живих істот, зокрема внутрішньовидової структури, яка у великої кількості організмів, у тому числі й тварин, може бути досить складною. Особливо наочним і переконливим у цьому сенсі може бути приклад існування екологічних типів тварин – внутрішньовидових підрозділів, які можуть істотно відрізнятися від інших за поведінкою, способом існування, біотопічною приуроченістю, а іноді за морфологічними та фізіологічними особливостями тощо. Слід зазначити, що у окремих видів тварин формуються екологічні типи, місця оселення яких істотно відрізняються від їх найбільш типових, вихідних стацій.

Досить часто у процесі формування екологічних типів тварин вирішальну роль відіграє фактор антропогенної трансформації природних екосистем, який нерідко супроводжується появою умов, що цілком сприятливі для існування низки видів, які ще донедавна віддавали виразну перевагу лише своїм споконвічним природним біотопам. У якості виразного та наочного приклада слід указати появу й тривале існування польового екологічного типу європейської козулі, котрий зараз складає основу поголів’я цих тварин у більшості степових регіонів України, постійно заселяючи на відміну від номінального, лісового екотипу, відкриті біотопи, головним чином агроценози. Адаптація багатьох видів тварин до всебічної та інтенсивної антропогенної трансформації природних екосистем проходить у напрямку зростаючої синантропізації, призводячи в решті решт до виникнення урбанофільних екологічних типів тварин, які охоче поселяються й успішно розмножуються навіть у межах населених пунктів, як сіл, так і міст. Серед таких тварин слід назвати куницю кам’яну, тхора лісового, припутня, сіру ворону, сороку, крижня, серпокрильця, чорного дрозда та багато інших. Поселяючись у нетипових для себе ценозах екологічні типи тварин привносять до них широкий спектр нових елементів самого різного, передусім трофічного, топічного, фабричного, форичного та іншого характеру, входять до складу різних консорцій, призводять до неухильної, поступової зміни видового складу екосистем.

Таким чином, екологічні типи тварин слід розглядати як закономірні структурно-функціональні елементи, котрі значною мірою можуть впливати не тільки на видову різноманітність фауністичних і загалом біотичних угруповань, але й сприяти ускладненню їх екологічної структури, слугувати ланками міжбіогеоценотичних зв’язків, приймати участь у сукцесійних процесах тощо. Усе це повинно враховуватись при проведенні сучасних детальних еколого-фауністичних та біогеоценотичних досліджень.

Zoocenosis — 2003
 Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – С. 12-13.

УДК 595:519.27

Л. А. Возненко, Р. Р. Фаткуллина, И. Ф. Фаткуллин, Д. А. Тагирова
Институт кибернетики им. Глушкова НАНУ, г. Киев, Украина
Институт экологии природных систем АН Республики Татарстан, г. Казань, Россия
Казанский государственный университет, г. Казань, Россия

Информация о зооценозе является важным компонентом информационной модели лесной территории. В настоящее время оценку экологического состояния лесов целесообразно выполнять с использованием информационных технологий.

Экологическая информация о лесных территориях носит многоуровневый характер. Характеристики лесотаксации содержат данные о породном составе, запасе древостоя, подросте, подлеске, антропогенном факторе и т.д. В геоботаническом описании содержится информация о всех ярусах леса: древесном, кустарниковом и травяном. Важным компонентом описания лесной территории являются и данные о населении беспозвоночных и позвоночных животных. Информация о лесных территориях содержит количественные и качественные характеристики, первичные и обобщенные, статистические и экспертные данные. Большой объем разнородных данных требует создания базы данных, а известные из литературных источников и полученные в ходе исследования критерии и зависимости приводят к необходимости создания базы знаний, которая позволяет оценить лесные ресурсы и экологическое состояние лесных территорий в рамках программной системы принятия решений.

Необходимыми структурными элементами программных систем, основанных на знаниях, являются база знаний и механизм логического вывода. Одной из важных проблем при построении таких систем является представление знаний в соответствующей базе знаний. Оно зависит от сложности решаемых задач и определяет характеристики системы. При проектировании модели представления знаний следует учитывать однородность представления информации и простоту ее понимания. Представление знаний, удовлетворяющее этим требованиям, приводит к упрощению как приобретения знаний, так и механизма управления логическим выводом.

Типичными моделями представления знаний являются логическая модель и продукционная модель. Знания не всегда могут быть описаны четко. Для представления неполной, плохо определенной, неточной, часто носящей качественный характер, информации используется теория нечетких множеств (Заде, 1976).

Основными задачами работы является построение информационной модели лесной территории, разработка формы документа по основной информации о лесных территориях, программной системы для решения экологических задач, связанных с вычислениями, и модуля логического вывода для определения экологического состояния природной территории.

Нами проводилось обследование лесных территорий, анализ и выбор критериев определения их экологического состояния.

На данном этапе разработана структура базы данных (рис. 1), архитектура системы принятия решений по определению экологического состояния лесных территорий (рис. 2), реализован блок логического вывода.

Рис. 1. Базы данных

Базы данных

|

База знаний

Рис. 2. Архитектура системы принятия решений

База знаний создана в основном с использованием критериев, взятых из литературных источников и частично преобразованных. Для экологической оценки требуются тематические, пространственные и динамические критерии определения зон экологического неблагополучия. Тематические критерии связаны с экологическим состоянием конкретных объектов. Пространственные критерии характеризуют «площадные» характеристики нарушений. Динамика показателей учитывается при их анализе во времени. Блок логического вывода функционирует в диалоговом режиме. Пользователь осуществляет выбор ответа на каждый вопрос системы из предлагаемого набора интервалов критериальных значений, которые имеют количественный или качественный характер.

Создание информационной модели и оценка экологического состояния природных территорий важны для их сохранения с присущим им своеобразием.

Zoocenosis — 2003
Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – 282 с.

УДК 502.34:347.2:595.7

В. В. Бригадиренко
Днепропетровский национальный университет, г. Днепропетровск, Украина

На современном этапе необходимо отметить три важнейших процесса, определяющих развитие энтомологии в настоящем и будущем.

1. Глобализация снижает шансы выживания отдельных видов. По словам Президента России В. В. Путина, глобализация – явление объективное, и протестовать против нее, противодействовать ее нарастанию и распространению невозможно. Руководством Украины провозглашен курс на объединение с Евросоюзом к 2013 г., следовательно до этого срока все законодательство будет откорректировано, изменено в соответствии с требованиями крупных инвесторов. На приватизированных землях для охраны вида уже нельзя будет ничего сделать.

2. Накопление данных по отдельной группе организмов происходит в геометрической прогрессии, а это исключает возможность широкого изучения состояния вида многими специалистами. На данный момент четко сформировались группы исследователей отдельных семейств (ограниченный круг узких специалистов), которые не заинтересованы в распространении информации о состоянии своих «подопечных». Даже исследователю, изучающему другое семейство того же отряда насекомых, разобраться в тысячах раритетных публикаций на нескольких языках будет практически невозможно. В энтомологии сформировалась своеобразная «клановость», препятствующая распространению информации. До тех пор пока данные о конкретном виде будут доступны за деньги и лишь одному–двум специалистам на территории государства (а таких видов насекомых по нашим оценкам 80–90 % от всего разнообразия энтомофауны Украины – 25 000 видов) невозможен эффективный мониторинг состояния их популяций, а значит и охрана. Один специалист–систематик (даже с мировым именем) не сможет воспрепятствовать хозяйственной деятельности на территории, где проживает популяция реликтового вида, не включенного в Красную книгу.

3. Устремления и цели каждого отдельного исследователя не совместимы с региональным подходом к сохранению биоразнообразия. Каждый энтомолог проходит в своем развитии следующие этапы: 1) первичное накопление информации о фауне своего региона (нескольких соседних областей); 2) изучение всей фауны «подшефного» таксона на территории государства; 3) выход на уровень международных научных изданий, повышение своих знаний как систематика данной группы всей мировой фауны; 4) переезд за рубеж на более высокооплачиваемую, работу с большими возможностями. Переход специалиста с одного этапа на другой закономерен; трудно ожидать от человека, что он откажется от перспективы интеллектуального роста и экономической независимости. Стремясь стать ведущим специалистом по данному таксону, он перемещает свои цели (интересы, область исследований) на глобальный уровень, региональное сохранение разнообразия его перестает интересовать. И при этом «клановость» научного сообщества и объективная трудность «подшефного таксона» для стороннего энтомолога делают невозможной работу в одной области научной деятельности нескольких специалистов.

С течением времени интенсивность описанных процессов будет нарастать. Укрупнение капитала ускоряется с каждым годом, а специализация отдельных государств в немногих секторах хозяйственной деятельности не дает возможности равномерно распределять нагрузку на окружающую среду. Изучение хорошо известных групп организмов привлечет большую грантовую поддержку, больший интерес со стороны студентов, которые в будущем начнут изучать то, что более понятно, структурировано, то, что привлекло их внимание на начальных этапах становления. А в это время узкий круг специалистов продолжит описывать новые трудноопределимые виды, подсознательно или сознательно стремясь поддержать свою монополию в изучении данной таксономической группы. Безусловно «утечка мозгов» в экономически более развитые страны с течением времени не замедлится, а эффективность поиска таких «мозгов» со стороны заинтересованных зарубежных организаций только возрастет. И самое важное – система ценностей «среднего ученого» будет все более «глобализироваться», на свой регион и свое государство исследователь будет смотреть как на небольшой участок земной поверхности, не более того.

Библейская притча в изложении экономистов и специалистов по международным демографическим процессам звучит следующим образом: богатые страны богатеют, бедные – размножаются и беднеют. Т.е. государства, не попавшие в данный момент в «золотой миллиард» хозяев мира обречены на экономическое отставание, следствием и причиной которого является рост численности населения. В области биоразнообразия этот принцип действует также эффективно. «Богатые информацией» тексоны (например позвоночные животные, булавоусые чешуекрылые) все с большей скоростью накапливают дополнительную информацию (IBA–программа и др.), практически не увеличиваясь в количестве; «бедные информацией» таксоны, о которых даже специалистам известны всего лишь несколько строк в определителе, продолжают «размножаться» (описываются все новые виды) и «беднеть» (данные об их биологии, распространении, состоянии популяций практически отсутствуют).

Таким образом, для коррекции, выравнивания сложившегося дисбаланса в изученности разных таксонов необходимо создание единого реестра, единой общедоступной базы данных по биоразнообразию насекомых нашего государства (около 25 000 видов из 73 000 видов живых организмов, известных с территории Украины). Нам представляется, что информация о виде в подобном реестре должна быть сгруппирована по типу Web-страниц, содержащих несколько фотографий, дифференциальный диагноз данного таксона и все рубрики принятые в Красной книге Украины. Не следует ограничивать объем информации одной печатной страницей (как это сделано в Красной книге) – электронный вид представления информации позволит включить полную библиографию по данному таксону, максимально подробное описание состояния популяций и т.д. Возможность создания перекрестных ссылок позволит использовать в одной базе данных электронные варианты отдельных публикаций. Если в настоящее время на территории государства данная группа насекомых не изучается, часть финансирования необходимо направить на «оцифровывание» отдельных выпусков «Фауны Украины», «Фауны СССР» и подобных изданий.

Каждому виду в данном реестре куратор данной таксономической группы (либо несколько исследователей коллегиально) присваивает определенный природоохранный статус (дополнить категории Красной книги либо изменить их). Периодическая корректировка статуса обеспечит оперативное перераспределение внимания исследователей на виды, нуждающиеся в данный период в охране.

Безусловно, создание такой базы данных требует огромных усилий сотен специалистов, значительного финансирования, однако отказ от создания подробного интерактивного реестра затормозит развитие природоохранной деятельности на десятилетия.

Сделать пользование данной базой данных платным – означает уменьшить эффективность природоохранной работы на порядок. В современном обществе существует множество общественных организаций экологического профиля, которые направляют свои усилия на борьбу с «ветряными мельницами». Бесплатный доступ к подобной базе данных, повышение уровня биологической грамотности населения позволит использовать энергию энтузиастов «в мирных целях».

Главное препятствие на пути создания подобной общедоступной базы данных – справедливое стремление специалиста к финансовой оплате своей работы. Никто бесплатно не хочет предоставлять свои данные в общее пользование: это подорвет «монополию» специалиста в данной области, прекратит дальнейшее отцеживание информации по каплям для написания отчетов по соответствующим хоздоговорным и госбюджетным темам. Выход из создавшегося положения предстоит найти государственным мужам. Нам он видится в следующем. Финансирование дальнейших фаунистических исследований можно получить за счет экспертизы земельных ресурсов. Если в законодательстве закрепить положение об обязательной оценке всех компонентов экосистемы, а ее проведение закрепить за отдельными специалистами (а не научными учреждениями в целом), получающими на это лицензию. Не будет лишним и активный поиск грантовой поддержки для создания и обновления подобного реестра биоразнообразия.

Создание общедоступной, регулярно пополняемой базы данных в Internet позволит: 1) скоординировать работу специалистов, изучающих одну и ту же таксономическую группу; 2) ускорит накопление и обобщение информации по состоянию отдельных видов; 3) положит основу мониторингу состояния отдельных популяций живых организмов; 4) будет способствовать более объективной оценке ценности любого природоохранного объекта либо территории, отводимой для хозяйственной деятельности; 5) позволит привлечь внимание общественности к охране редких и исчезающих видов.

До тех пор пока специалисты–систематики будут по каплям цедить информацию, а государство в ответ на это – по каплям финансировать подобные исследования, замкнутый круг не разорвать. Создание общедоступного реестра биоразнообразия позволит перейти на качественно новый уровень охраны природы, обеспечит устойчивое развитие нашего государства в XXI веке.

Zoocenosis — 2003
Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – 282 с.

УДК 574:581.4:591.5:575.85/89

В. Л. Булахов, И. Г. Емельянов, А. Е. Пахомов
Днепропетровский национальный университет, г. Днепропетровск, Украина
Институт зоологии им. И. И. Шмальгаузена НАН Украины, г. Киев, Украина

Разнообразие живых организмов всегда обращало на себя внимание исследователей. В первоначальном подходе к изучению разнообразия заметно стремление описать растительный и животный мир в отдельном регионе или континенте в таксономическом отношении. С усилением воздействия человека на природные процессы возникло новое направление – изучение влияния различных антропогенных факторов на разнообразие биоты, тесно связанное с важнейшей задачей сохранения генофонда. Эти два подхода в настоящее время тесно связаны между собой и определяют научные основы охраны природы, воспроизводства биологических ресурсов и рационального природопользования. Но значение биоразнообразия как экологической проблемы далеко выходит за пределы указанных подходов.

Несмотря на важность данной проблемы, ее в современном понимании начали изучать лишь немногим более трех десятилетий назад. Интенсивность исследований резко возрасла с последнего десятилетия ХХ века.

Среди множества вопросов, разрабатываемых в настоящее время в контексте учения обиоразнообразии, в настоящее время важное значение имеют: определение значения биоразнообразия в функционировании биосистем на различных уровнях их организации; установление характера связей и возможных механизмов, обеспечивающих гомеостаз биосистем в ходе их существования и развития; выяснение роли разнообразия в функционировании и эволюции экосистем; оценка роли биоразнообразия как составляющей функциональной производной в восстановлении и экологической реабилитации экосистем в условиях жесткого прессинга антропогенных факторов.

Для решения указанных вопросов требуется универсальный подход к данной проблематике, соответствующий универсальному понятию биоразнообразия, гомеостаз поддерживается за счет видового разнообразия биоты и выполняемых ею функций. В этом плане следует говорить о функциональном разнообразии, которому до настоящего времени не уделялось достаточного внимания. Понимание этого вопроса возникло в процессе изучения функциональной роли биотических элементов в различных биогеоценотических процессах. Исследования последних лет показали, что экологическая устойчивость и нормальное функционирование системы базируется на множественности и комплементарности организмов, способных к взаимозаменяемости.

Видовое и функциональное разнообразие определяют многоканальность разнообразных межэкосистемных, биогеоценотических, парцеллярных и консортивных связей. Многоканальность обеспечивает высокий уровень материально-энергетического обмена в системе, взаимозаменяемость биотических элементов в проявлении частных и общих функций. Чем сложнее система, тем она устойчивее к воздействию неблагоприятных антропогенных факторов. С усложнением организации системы растет видовое разнообразие биоты, возрастает ее функциональное значение в проявлении функций биогеоценозов. С другой стороны, значение видового разнообразия определяет уровень организации системы.

Равная антропогенная нагрузка в разных по уровню организации экосистемах приводит к различной степени обеднения биоразнообразия. Так, интенсивное загрязнение степных и лесных экосистем (одинаковыми ингредиентами в равных количествах) в условиях промышленного Приднепровья привело к катастрофической деструкции первых и умеренной трансформации вторых. В различных типах лесных экосистем влияние промышленного загрязнения вызывает различную степень обеднения биоразнообразия. Чем выше уровень организации лесных экосистем, отличающихся типом древостоя, полистациальностью, уровнем продуктивности и другими структурно-типологическими особенностями, тем большее видовое разнообразие высших гетеротрофов сохраняется при равной степени техногенного пресса. Снижение темпов обеднения видового разнообразия при увеличении степени загрязнения в более сложных лесных экосистемах свидетельствует о большей их экологической устойчивости. Причину этого мы видим в множественности и возможности комплементарного замещения одних видов другими в проявлении функций системы.

На экологическую устойчивость и на биоразнообразие значительное влияние оказывает и средопреобразующая деятельность животных. Различные функциональные проявления животных, обусловливающие биогеоценотические процессы и формирование экологических условий, способствуют сохранению и восстановлению биоразнообразия. На примере изучения средопреобразующей деятельности млекопитающих (роющая и экскреторная) в различных экосистемах показано значительное повышение уровня организации экосистем.

За счет оптимизации физико-химических свойств эдафотопа и увеличения степени биоразнообразия важнейших почвообразователей – микрофлоры и почвенной фауны – активизируются биологические процессы. Разнообразие микрофлоры под воздействием роющей и экскреторной деятельности млекопитающих возрастает на 21,7–54,6 %, увеличивается видовое разнообразие флористического комплекса (в зависимости от времени воздействия млекопитающих оно возрастает на 25–125 %). Видовой состав микроартропод и почвенных простейших увеличивается соответственно на 13–17 % и 37–180 %, почвенной мезофауны – на 14–160 %. Увеличение численности важнейших функциональных элементов ведет к возрастанию степени комплементарности биоты и, в целом, к повышению экологической устойчивости экосистемы. Это особенно важно в условиях усиленного техногенного воздействия на экосистемы.

Экспериментальное изучение средопреобразующей деятельности животных показало, что оптимизация физико-химических условий, изменение органо-минеральной части эдафотопа обусловливает блокирование тяжелых металлов путем перевода их из подвижных в неподвижные металлорганические соединения. Это, в свою очередь, способствует восстановлению биоразнообразия важнейших биотических элементов.

Восстановление видового разнообразия и количественного состава важнейших биотических элементов в эдафотопе ведет, как правило, к экологической реабилитации всей системы. Из приведенных фактических материалов можно сделать однозначный вывод о том, что биоразнообразие, отражающее уровень организации экосистем, является функциональной их основой, способной противостоять воздействию техногенных факторов. Это вполне согласуется с общей теорией гомеостаза Р. Эшби о регуляторной функции организмов в состоянии среды.

Таким образом, биоразнообразие отражает не только состояние и уровень организации экосистем, но и определяет их экологическую устойчивость и функцию в экосистемах. Оно должно служить научной основой для организации практических мер по оптимизации экосистем в условиях антропогенной трансформации и экологической реабилитации отработанных промышленным или сельскохозяйственным производством земель.

Zoocenosis — 2003
Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – 282 с.