УДК 519.8:597.8+639.12

А. П. Корж*, И. А. Акимов**, Т. В. Заховалко*
*Запорожский национальный университет, Запорожье, Украина, 312922@rambler.ru**Институт зоологии имени И. И. Шмальгаузена НАН Украины, Киев, Украина

A. P. Korzh*, I. A. Akimov**, T. V. Zakhovalko*
Zaporizhzhya National University, Zaporizhzhya, Ukraine I. I. Schmalhausen Institute of Zoology of NASU, Kyiv, Ukraine

Природоохранная деятельность зачастую ведется в условиях неопределенности, когда лимитирующие факторы неизвестны либо крайне тяжело поддаются изучению. В то же время возникает необходимость принятия определенных стратегий развития природных комплексов либо управления состоянием отдельных популяций. При этом исследователь часто бывает крайне лимитированным во времени, поскольку какое-либо решение нужно принимать уже сегодня, а не после длительного изучения вопроса.

В данном случае достаточно эффективным может быть применение когнитивного моделирования, при котором сложнейшие проблемы и тенденции развития системы отображаются в упрощенном виде в модели, что позволяет исследовать возможные сценарии возникновения кризисных ситуаций, найти пути и условия их решения (Axelrod, 1976). Когнитивная модель, опирающаяся на наиболее значимые связи в изучаемой системе позволяет выявить обобщенные тенденции, недоступные для анализа при использовании других методов. Значимость отдельных элементов для системы в целом может определяться эмпирическим путем или на основе экспертных оценок.

Нами проанализирована возможность использования когнитивного моделирования для управления популяциями двух видов: охотничий фазан (Phasianus colchicus L., 1758) и озерная лягушка (Pelophylax ridibundus Pall., 1771). Охотничий фазан выбран как один из наиболее массовых представителей охотничьей фауны во всем мире. При этом его рациональное использование опирается на приемы зоокультуры, что предусматривает постоянное регулирование популяций человеком. Часть факторов, проанализированных в модели (хищники, паразиты, охота, браконьерство, сельское хозяйство), снижают численность популяции. Такие же факторы как биотехния, выпуск фазанов, рождаемость, ресурсная обеспеченность повышают численность данного вида.

Озерная лягушка является типичным представителем земноводных территории Украины. В модели учтены такие факторы как загрязнение, паразиты, хищники, которые негативно сказывались на популяции, уменьшая ее численность, а рождаемость, пища и миграционные процессы – способствовали повышению численности особей.

Результаты когнитивного моделирования для охотничьего фазана показали следующее. В угодьях имеются определенные естественные ограничители возрастания популяции данного вида. Более того, ни запрет охоты, ни проводимые биотехнические мероприятия не позволяют добиться повышения численности (эффект оказывается кратковременным и заканчивается резким продолжительным спадом). То есть, если прекратить ежегодные выпуски фазана в угодья, то его численность не только перестанет расти, но достаточно быстро сойдет к минимуму, а в отдельных районах (особенно в северной части страны) он полностью исчезнет.

Результаты моделирования подтверждаются данными о современном состоянии популяции охотничьего фазана в Украине. В частности, общая численность данного вида в 2014 году упала до 278 803 особей с более 350 тыс. двумя годами ранее. Почти в два раза упал объем выпускаемой дичи, притом, что отстрел остался практически на прежнем уровне (более 30 000 особей).

По нашему мнению, улучшить ситуацию может только массовый выпуск фазана в природу, значительно превышающий естественную смертность. В этом случае искусственное разведение дичи подменяет процесс естественного ее воспроизводства, не требуя кардинальной перестройки существующей ситуации в угодьях (Габузов, 1992). Именно таким образом решается проблема насыщения угодий дичью в мире не только для охотничьего фазана, но и многих других видов. Необходимо соответствующее управленческое решение, которое могло бы кардинально изменить ситуацию с данным видом. Наиболее эффективным было бы принятие специальной программы развития фазановодства в Украине, предусматри­вающей не только повышение выпусков фазана, но и подготовку соответствующих кадров и т. д.

Когнитивное моделирование для озерной лягушки показало, что в целом природные популяции значительно слабее реагируют на загрязнение: у них как рост популяции осуществляется интенсивней, так и ее исчезновение при постоянном загрязнении происходит медленней. Изменения других параметров модели свидетельствуют, что именно загрязнение оказывается решающим фактором – только его постоянное действие приводит к летальному результату для популяций. Все остальные компоненты модели оказывают лишь корректирующее воздействие на динамику популяции, не меняя ее основной тренд.

В городских условиях из-за более интенсивного воздействия загрязнения поддержание популяции становится возможным преимущественно благодаря миграционным процессам – постоянному пополнению убывающей микропопуляции из природных резерватов. Поэтому для обеспечения поддержания численности земноводных в городских условиях на высоком уровне возникает необходимость сохранения существующих миграционных путей и создания новых, что следует учитывать в планировании развития городов.

Таким образом, когнитивное моделирование позволяет оценивать возможные пути развития изучаемых естественных систем и вносить необходимые корректировки. Данный подход может с успехом использоваться параллельно с другими методами в природоохранной деятельности и рационализации природопользования.

Zoocenosis — 2015
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Ліра, 2015. – С. 33-34.

УДК 167

І. В. Книш
Сумський національний аграрний університет, Суми, Україна

I. V. Knysh
Sumy National Agrarian University, Sumy, Ukraine

Сучасна екологія – синтетична гуманітарна та природнича наука, яка виникла на межі біології та біоекології, органічно включила в себе діяльність людини. Екологія пройшла три етапи становлення: класичний, некласичний і постнекласичний на основі еволюції наукового знання та переходу від лінійного до нелінійного бачення світу. Глобальні екологічні проблеми сучасності – комплексні та загальні. Існують різноманітні способи вирішення екологічних проблем. Одним із них є створення та розвиток нового екологічного знання, яке передбачає:

– створення постнекласичного екологічного знання – екофілософії, як логічного роз­витку екологічного знання; її мета – розробка стратегії виживання людства у Всесвіті;

– світоглядну відповідь на виклик екологічного стану сучасного світу;

– розвиток екологічного знання є рішенням екологічних проблем і збереження людства.

Розвиток та подальше існування суспільства багато в чому залежать від рівня виховання та освіченості громадян держави, від знання правових, моральних, культурних та етнічних норм. Все це сприяє регулюванню відношення людей до природи та суспільства, вмінню застосовувати отримані знання та духовні цінності у повсякденному житті та професійній діяльності, здатності розуміти сутність перетворень, які відбуваються у сучасному світі, відповідно до їх цілей та ідеалів. Рівень освіти населення та забезпечення можливостей його отримання являються показниками розвитку суспільства. Тільки завдяки освіті можливим стає накопичення, наслідування та збереження наукових знань, культурних та духовних цінностей, моральних норм. Характер освіти та виховання у суспільстві визначається потребами та розвитком суспільного життя.

Освіта – динамічна система, тому наша мета – аналіз змін, які відбуваються в освіті в класичний, некласичний та постнекласичний період, і аналіз передачі через систему освіти знань у кожному періоді зокрема. Особливим ми вважаємо поснекласичний період розвитку суспільства, коли починає розвиватися екологічна освіта як певна освітня структура.

Існує декілька концепцій, які запропоновані науковцями щодо формування постнекласичної освіти та виховання:

– холістичний підхід (С. Клепко, А. Кочергін та І. Цехмістро) показує цілісність розвитку соціально-історичного процесу та визначає провідну роль екологічного знання для збереження людського суспільства;

– тоталогічний підхід (С. Волкова, В. Кізіми, В. Кіпеня, В. Онопрієнко, В. Рижко, В. Су­коватої та ін.) зосереджує увагу на розгляді змін, які відбуваються у постнекласичній освіті;

– синергетичний підхід (В. Андрущенко, О. Бріжатий, В. Буданов, Л. Горбунова, І. Добронравова, І. Єршова-Бабенко, С. Клепко, Н. Кочубей, В. Лутай, В. Пазенок, І. Предборська, С. Шевельова, Г. Шефер, А. Фомічов, В. Цикін та ін.) повинен вказати шлях виходу з екологічної кризи та допоможе у визначенні людиною свого місця у світі.

Слід звернути увагу на те, що традиційна людина знаходилась під постійним впливом і протистоянням класичної та некласичної парадигм. Природничо-наукова екологічна освіта та екологічне виховання і досі дотримуються переважно класичної методології (вивчення фізики, хімії, біології та інших природничих наук базується на приматі об’єкта пізнання над суб’єктом і превалюванні настанов класичної науки та освіти та їх методологічних засад). На противагу їй гуманітарна наука, внаслідок особливого характеру об’єкта їх вивчення – людини, орієнтується на антропологічні виміри, та висуває на перше місце антропологічні цінності з передуванням розвитку людини та культури, та по суті складає гуманістичну парадигму екологічної освіти та виховання. Екологічна освіта та екологічне виховання перетворилися у провідну галузь, а її ключовими складовими стали освіта та виховання взагалі.

Але існуюча практика екологічної освіти та екологічного виховання не зовсім відповідає вимогам сьогодення. Існуюча підготовка фахівців у цій галузі ще не набула рис загальності, функціонуючі форми базової та спеціальної освіти та виховання розірвані між собою, між ними відсутня спадкоємність. Треба звернути особливу увагу на те, що в існуючих навчальних посібниках і програмах не чітко визначені зміст і практична спрямованість екологічної освіти та екологічного виховання.

Усі ці концепції повинні ґрунтуватися на тому, що світ і людина існують як одне ціле, у цьому полягає її іманентність. Людина із суспільством повинна бути відповідальною за свої вчинки. Навчання повинно йти від сучасного до визначення нашого майбутнього. Нерозривність у співвідношенні «людина – світ» відбувається з позиції сучасних етичних вимог, які сприяють ноосферізації людського мислення. Вони – основа для всіх галузей освіти та виховання, але особливе значення має для педагогічної освіти та виховання, соціології, політики, етики, естетики та психології.

Таким чином, проблема екологізації освіти могла б враховувати такі чинники:

– пояснювала, як нам ставитися до природи: не як до об’єкту (речі), а як до суб’єкту (тобто як до рівноцінної собі, до такої, яка має свій моральний статус і права);

– «екофільні» властивості української нації;

– правову та матеріальну підтримку держави;

– створення різноманітних природоохоронних закладів та організацій;

– становлення природоцентричного (екоцентричного) типу мислення, екологічний кордологізм;

– становлення постнекласичного типу раціональності, де б синтезувалися позиції раціо з кордологізмом.

Zoocenosis — 2015
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Ліра, 2015. – С. 31-32.

УДК 504.06:577.3

О. М. Ключко*, З. Ф. Ключко**
*Національний авіаційний університет, Київ, Україна, kelenaXX@rambler.ru **Уманський державний педагогічний університет ім. П. Тичини, kelenaXX@rambler.ru

E. M. Klyuchko*, Z. F. Klyuchko**
*National Aviation University, Kyiv, Ukraine **Pavlo Tychyna Uman State Pedagogical University, Uman, Ukraine

Протягом низки років автори на основі численних експериментів займалися теоретичним обґрунтуванням і розробкою нових методів досліджень впливу на організми різних екосистем речовин із шкідливих викидів промислових аварій і катастроф, що містять у своєму складі сполуки – ароматичні вуглеводні, похідні фенолу та індолу з поліаміновими радикалами різного ступеня складності, компоненти промислових забруднень. Багато з досліджених речовин виступають по суті екотоксинами, що у природі впливають на організми. Авторів особливо цікавив вплив таких речовин на нейрони організмів. Базуючись на результатах багаторічних досліджень автори розробили новітні технічні біосенсорні засоби детектування речовин-забруднювачів для контролю стану довкілля промислових об’єктів, а також технічних систем екологічного моніторингу довкілля. Такі роботи стають особливо актуальними для нашого сьогодення, коли природа України потерпає від численних осередків хімічних забруднень, таких як наслідки військових дій на території України з руйнуванням підприємств хімічного та нафтогазового комплексів, техногенні катастрофи на подібних підприємствах, як то масштабна пожежа на нафтобазі в Київській обл. в червні 2015 р. та інші. О. М. Ключко запропонована, розроблена та випробувана новітня комплексна технічна система збирання та обробки даних, що дозволяє виконувати екологічний моніторинг на різних рівнях ієрархії живого (Ключко та ін., 2014).

Для вирішення проблем екологічного природокористування у світі постійно створюють нові системи екологічного моніторингу, технічні засоби контролю за станом довкілля, проте кожен наступний рік вимагає удосконалених рішень цих задач внаслідок виникнення нових екологічних загроз; наприклад тих, що виникли на сході України внаслідок військових дій, які натепер там відбуваються. За даними на квітень 2015 р., на території Донбасу знаходяться близько декількох сотень підприємств, зруйнованих внаслідок військових дій, що спричиняють хімічне забруднення навколишнього середовища токсичними органічними сполуками; це вже призвело до хімічного ураження людей, низки організмів, хімічного забруднення навколишнього середовища – ґрунту, води (у т. ч. ріки Сіверський Донець). Запропоновано деякі новітні шляхи вирішення таких проблем: на основі удосконалення методів і технічних пристроїв, що застосовувалися у галузі біофізики створено нові системи екологічного моніторингу з біосенсорами нового типу, відповідні методики та теоретичні узагальнення на основі останніх досягнень і технологій – молекулярної біофізики, нанотехнологій, інформаційних технологій (Ключко, 2008, тощо).

Застосовані у роботі методики ґрунтуються на вже давно розроблених для галузі біофізики кількісних дослідженнях електричних сигналів у біологічних нейронах за дії різних хімічних агентів на трансмембранні електричні струми та застосування відповідних інформаційно-комп’ютерних технологій у біологічних галузях і медицині. Такі роботи започаткували ще академіки Н. М. Амосов, В. М. Глушков, П. Г. Костюк і представники їх наукових шкіл (Е. А. Шкабара, Б. Я. П’ятигорський та багато інших). Нині вже на базі сучасного рівня комп’ютерних технологій ці підходи плідно розвивають їх наступники – академік О. А. Кришталь і науковці його школи; широкий спектр таких методів представ­лений також у найрозвиненіших промислових країнах світу. Такі високодосконалі методи раніше найчастіше були застосовані для вирішення багатьох теоретичних задач біофізики та фармакології, результатом виконаної О. М. Ключко роботи стала їх модифікація та застосування для сфери екологічної безпеки. Результати багаторічних робіт із розробки системи екологічного моніторингу з технічним засобом біосенсорного контролю за станом навколишнього середовища мають як наукове, так і практичне значення для господарських об’єктів України.

Проблема, вирішенню якої автори присвятили свою роботу, полягає у необхідності розробки теоретичних основ для створення комплексної системи новітніх технічних засобів контролю стану довкілля (біосенсорів нового типу) для виявлення забруднюючих органічних сполук, екотоксинів та відповідної системи екологічного моніторингу для забезпечення екологічної безпеки навколишнього середовища. Така система моніторингу «ЕкоІС» створена на базі новітніх технічних засобів контролю стану довкілля – технічних біосенсорів нового покоління, розроблених із урахуванням новітніх досягнень біофізичних досліджень електричних хемоактивованих струмів через природні мембрани за дії на них молекул деяких токсичних речовин – забруднювачів довкілля. Тим самим закладені основи створення новітньої технічної системи екологічного моніторингу, яка включає нові технічні засоби контролю за станом навколишнього середовища (біосенсори – як комплекси діагностики наявності та якості органічних забруднювачів); а також розробки супутніх методик на основі аналізу отриманих біофізичних даних, теоретичного їх обґрунтування та експериментального підтвердження, застосування сучасних досягнень інформаційно-комп’ютерних технологій на основі баз даних, що нами розроблені на основі даних багаторічного моніторингу З. Ф. Ключко фауни Noctuidae (Lepidoptera) України.

Zoocenosis — 2015
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Ліра, 2015. – С. 29-31.

УДК 528.9:581.9(477.63)

Н. В. Іваницька, Т. І. Єременко, О. В. Котович
Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпропетровськ, Україна, nella.ivanitskaya.87@bk.ru

N. V. Ivanytska, Т. І. Yeremenko, О. V. Kotovich
Oles Honchar Dnipropetrovsk National University, Dnipropetrovsk, Ukraine

Геоботанічне картографування – відображення географічного поширення типологічних підрозділів рослинності (асоціацій, груп асоціацій, формацій), а також їх просторових комбінацій (комплексів, поєднань, рядів). Перспективи розвитку картографування визначаються безперервним швидким ростом споживання карт і підвищенням їх ролі у господарстві, культурному будівництві та навчально-дослідній діяльності. На сучасних геоботанічних картах надається різнобічна характеристика рослинного покриву: показується флористичний склад рослинних угруповань, динаміка рослинного покриву. Заплава р. Самара кожен рік заливається талими водами та являє собою сполучення лучної, лісової та водно-болотної рослинності. Співвідношення між цими типами рослинності залежить у першу чергу від тривалості повені. Об’єкт наших досліджень – просторова диференціація рослинного покриву заплави р. Самара в межах другого генерального моніторингового профілю Присамарського біосферного стаціонару імені О.Л. Бельгарда. На основі польових обстежень складено геоботанічну карту.

У заплавах із нетривалим терміном заливання заплавні діброви поєднуються з луками та, меншою мірою, з болотами та озерами. Тут має місце солонцева та солончакова рослинність. До заплави у багатьох місцях безпосередньо прилягає піщана тераса (арена) з горбистим (еоловим) рельєфом. Рослинний покрив арен відрізняється великим різноманіттям: поряд із голими та слабко зарослими пісками зустрічаються ділянки піщаного степу. Тут роз­ташувався Самарський бір, де піщані степові ділянки чергуються із сосняками, березняками, вільшаниками та торф’яними болітцями, що включають ряд північних видів (папороті, плауни, обхідні, торф’яні мохи тощо).

В умовах підвищеного дюнного рельєфу формується боровий комплекс із ділянками степу, які складаються з піщаних (псамофітних) видів – дерновиннях злаків та різнотрав’я. У негативних елементах рельєфу розташовані більш вологі типи сосняків та березняків зі слідами олуговіння та заболочення. У понижених ділянках бору в районі, який прилягає до третьої тераси, розповсюджені суборі (дубососняки). Поблизу озеровидних знижень зустрічаються ділянки дубів. Самарський бір характеризується багатим та різноманітним флористичним складом.

На третій терасі панують засолені ґрунти із характерною для них галофітною рослинністю, до складу якої входять приморські види. Самарська арена – форпост розповсюдження у степовій зоні низки північних рослин (41 вид). Тут знаходяться такі північні реліктові види, як плаун звичайний або булавовидний (Lyсopodium clavatum L.), хвощ лісовий (Equisetum sylvaticum L.), щитник чоловічий (Dryopteris filix-mas (L.) Schott) та деякі субсередземноморські релікти.

Як первинні дані використано типологічну схему лісів степової зони УРСР (Бельгард, 1950). Згідно зі схемою досліджена територія відповідає таким типам лісів: Dn’₂ (свіжа в’язово-ясенева діброва з розхідником), Dn’_2–3 (в’язово-ясенева діброва з кропивою), Dn’₄ (вільшаник із сирим великотрав’ям), Dn’₅ (вільшаник із болотним великотрав’ям), E’₂ (в’язово-чорнокленний дубняк із розхідником) та В (дубо-сосняк із сухим різнотрав’ям). Як порівняльний матеріал використано характеристику короткозаплавних лісів, взяту з книги «Лесная растительность юго-востока УССР» (Бельгард, 1950). За даними цього літературного джерела широко розповсюджені такі деревні види, як дуб (Quercus robur L.), липа (Tilia cоrdata L.), в’язові (Ulmus foliacea, U. laevis, U. suberosa, U. montana), клени (Acer platonoides L., A. campestre L., A. tataricum L.), вільха (Alnus glutinosa L.). Серед чагарників розповсюджені ліщина (Corylus avallana L.), бруслина (Evonymus europaea L., E. verrucosa Scop.), свидина (Cornus sanguinela D.). У вологих едафотопах зустрічаються верби (Salix alba L., S. fragslis L.), тополі (Populus alba L., P. nigra L.).

Видовий склад заплави р. Самара в межах району досліджень змінився. Липа (Tilia cоrdata L.), клени (Acer platonoides L., A. campestre L.), бруслина (Evonymus europaea L., E. verrucosa Scop.), свидина (Cornus sanguinea D.) зустрічається лише в поодиноких випадках. Домінують дуб звичайний (Quercus robur L.), сосна звичайна (Pinus sylvestris L.), тополя чорна (Populus nigra L.), верба біла (Salix alba L.), вільха чорна (Alnus glutinosa (L.) Gaerth.), в’яз гладенький (Ulmus laevis L.), клен татарський (Acer tataricum L.), ясен звичайний (Fraxinus excelsior L.), розхідник звичайний (Glechoma hederacea L.), кропива дводомна (Urtica dioica L.), яглиця звичайна (Aegopodium podagraria L.), осока волосиста (Carex pilosa L.), очерет звичайний (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.).

Зміни видового складу лісової рослинності можуть бути викликані впливом як окремих факторів, так і їх комплексним впливом. Насамперед можна відмітити відсутність повеней протягом тривалого періоду, зміну мінералогічного та органічного складу ґрунту, зміну хімічних, фізичних і водно-фізичних властивостей ґрунту, зміну радіаційного балансу та антропогенний вплив.

Zoocenosis — 2015
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Ліра, 2015. – С. 28-29.

УДК 502.72(477)

Д. Г. Ємельянов
Таврійський державний агротехнологічний університет, Мелітополь, Україна, imperiumphoenix@gmail.com

D. G. Yemelianov
Tavria State Agrotechnological University, Melitopol, Ukraine

Сучасне положення української природоохоронної діяльності недосконале. Станом на 2015 рік, площа природно-заповідного фонду (ПЗФ) нашої держави становить близько 6 % від усієї її площі. При цьому слід зазначити, що в європейських країнах середній показник дорівнює 15 %. Існуюча світова природоохоронна система включає об’єкти ПЗФ, завданням яких є підтримання та покращення екологічного стану певних територій. Одна з форм ПЗФ – національні парки, мета яких – виконання природоохоронних функцій на своїй території та отримання коштів за рахунок рекреаційних послуг. За сучасних умов, українські національні парки не в змозі виконувати ці функції повноцінно.

Згідно із Законом України «Про природно-заповідний фонд» отримання національним парком грошей від рекреаційної діяльності є незаконним, оскільки парк не є фінансово спроможною структурою. Законне полювання на тварин, які перевищили ліміт чисельності, дає величезні кошти в інших країнах, в Україні воно не проводиться. Як наслідок, конкретному парку та заповідній справі загалом бракує матеріального та фінансового забезпечення, а країна не отримує додаткових коштів. Частина земель передана парку без зміни власності, і хоча на карті парку закріплена за ним – на цій території неможливо повноцінно виконувати природоохоронну діяльність. У результаті цього місця з цінними та рідкісними видами, незаконно використовуються для відпочинку туристів, що залишають після себе сміття, виривають червонокнижні рослини. Деякий тиск парки зазнають від приватних осіб, зацікавлених в отриманні території парку, що має рекреаційну цінність (ділянки на узбережжях морів). Окрім цього, в Україні відсутня система підготовки кваліфікованих кадрів на посади в національні парки – випускники зі спеціальностями, пов’язаними з ПЗФ, не мають необхідних практичних навичок і повноцінного уявлення про функціонування та про проблеми заповідників.

У зв’язку із цими проблемами та важливою роллю природно-заповідного фонду в XXI столітті, перспективним є ряд законодавчих змін з управління та економічного забезпечення парків. Необхідною є належна правова база, яка б дозволяла законно отримувати гроші від рекреаційної діяльності та мала б ефективність при подоланні та перешкоджанні правопорушень в екологічній сфері. Важливим є збільшення площі об’єктів ПЗФ України, розробка заходів щодо збереження зональних ландшафтів та екосистем. Особливе місце займає необхідність створення системи підзаконних актів які дозволяють жителям у межах парку розвивати традиційне природокористування. Причиною цьому є погіршення умов життя людей на територіях, що отримали статус природоохоронного фонду (незаконність і обмеження полювання, ловіння риби, випасання худоби, право на які мали жителі до моменту створення парку).

Таким чином, національні парки мають ряд проблем, які є перспективними для забезпечення та підвищення якості їх функціонування. Однак, за складних умов в Україні, у наступні роки ці питання скоріше за все будуть мати низький пріоритет. Тим не менше, ці зміни актуальні через важливість збереження цінних природних ландшафтів, тварин і рослин України. Оскільки, ще більше погіршення їх стану може спричинити значну шкоду економіці та здоров’ю населення країни.

Zoocenosis — 2015
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Ліра, 2015. – С. 27-28.

УДК 574.5:628.355

А. О. Дичко
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, Україна, aodi@ukr.net

А. О. Dychko
National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, Ukraine

Важливими характеристиками біохімічного очищення стічних вод в аеротенку є гідро­біологічні показники активного мулу. У комплексі з експериментальними дослідженнями проводили дослідження особливості гідробіології активного мулу з використанням оптичної мікроскопії, що забезпечувало можливість вивчення складу та структури мікробіологічних спільнот. Нами отримано ряд результатів, які характеризують особливість біоценозу активного мулу, при очищенні побутових стічних вод із застосуванням деструкції біомаси шляхом обробки її частини пероксидом водню, термолізу при 90 ºС, застосування механічної дезінтеграції, висушування активованого шламу тощо.

Характер реакції біоценозу активного мулу на негативний вплив, проявляється у зниженні видового різноманіття. Чутливі до негативного впливу виду можуть зникнути зовсім або різко знизиться чисельність, у той час як стійкий стає ще більше. Ускладнення біоценозу супроводжується поступовим включенням у нього все більше довершених видів, навіть хижаків: зооглеї – нитчасті бактерії – дрібні джгутиконосці – дрібні черепашкові амеби – вільноплаваючі – черевовійчасті – прикріплені та сисні інфузорії – коловертки – черви – водні кліщі – представники третього трофічного рівня.

Видовий біоценоз активного мулу визначається навантаженням за органічними забруднюючими речовинами та ефективністю їх розкладу. Сумарний ефект впливу різних факторів, основним з яких необхідно вважати постійні навантаження, формує специфічний для кожної очисної споруди активний мул.

За умов зростання притоку та сконцентрованості стічних вод збільшується кількість утворення надмірно активного мулу. Тому кількість надлишкової біомаси може бути зменшена шляхом її обробки в деструктивних процесах із руйнуванням клітин мікроорганізмів. До таких процесів належать озонування, ферментна обробка у термофільному режимі, обробка ультразвуком, механічне руйнування тощо. У результаті руйнування мембрани клітин обробленої біомаси, компоненти, які в них знаходяться, включаючи ферменти різноманітних видів, переходять у мулову суміш. А вже безпосередньо вивільнені таким чином біологічно активні речовини інтенсифікують процес біохімічного очищення стічних вод.

Гідробіологічний аналіз вихідного активного мулу показав, що мул придатний для очистки, індикаторні організми не загинули, активні (табл.). Мікроскопічно активний мул у контрольному аеротенку являв собою темно-коричневі пластівці, розміром до 3 мм у діаметрі. При струшуванні посудини з відібраним матеріалом флокули мулу рівномірно заповнювали весь об’єм води. У стані спокою флокули поступово осідали. У контролі та експерименті присутня велика кількість Calledina sp. і коловерток Rotaria rotatoria. Це свідчить про те, що в аеротенку проходять задовільно процеси нітрифікації. За відсутності кисню їх кількість швидко зменшується.

Таблиця. Характеристика стану гідробіонтів активного мулу

В експерименті спостерігали багато цистованих форм. Причина цього – оброблення частини біомаси пероксидом водню, що спричинило руйнування клітин. Унаслідок цього не лише зменшився приріст біомаси, а ще й істотно зросла інтенсивність процесів очищення за рахунок того, що виділені ферменти та інші біологічно активні речовини зруйнованих клітин перейшли у суміш мулу та сприяли стимулюванню процесів життєдіяльності та безпосередньо впливали на забруднювачі.

Індикаторні організми Opercularia glomerata чутливі до зміни кисню та забруднення, отже, вони не були адаптовані до даного середовища. Поява та присутність Vorticella convallaria, Opercularia glomerata, Epistylis plicatilis говорить про те, що відбувається очищення від бактерій, у тому числі хвороботворних, остільки ці мікроорганізми виконують роль седиментаторів. Vorticella convallaria одиночна форма, за несприятливих умов швидко утворює бродяжку та відпливає. Поодинокі інфузорії Vorticella convallaria спостерігались у контрольному аеротенку. Їжею для інфузорій слугують бактерії та дрібні джгутикові. Зустрічалися колоніальні форми перітрих, в основному при застосуванні, як окисника пероксиду водню: Epistylis plicatilis і Opercularia. Живляться вони бактеріями. Зустрічалося багато черевовійчастих інфузорій класу Polyhymenophora: Aspidisca costata. Це дрібні форми, дуже активні, швидко рухаються. Зустрічалися хижі сисні інфузорій при застосуванні термічної та хімічної дезінтеграції (Suctoria): Podophrya, які ведуть прикріплений спосіб життя у дорослому стані, а в ембріональному (бродяжки) – рухливий. Їжею для сукторій служать інфузорії інших груп.

Спостерігали вільноживучих круглих червів Nematoda. Їх роль у біоценозі суттєва, адже вони живляться бактеріями, детритом, найпростішими.

У біоценозі зустрічали різноманітні інфузорії: черевовійчасті інфузорії Aspidisca у великих кількостях; прикріплені коловійчасті інфузорії Vorticella convallaria; колоніальні форми інфузорій Epistylis plicatilis, Opercularia в невеликих кількостях; хижі сисні інфузорії (сукторії): Podophrya в невеликих кількостях.

На кінець експерименту з’являється велика кількість черепашкових амеб – Arcella. Основне живлення черепашкових амеб – бактерії, також дрібні водорості, дрібні найпростіші, наприклад, джгутикові та їх цисти.

Наявність в аеробному біореакторі коловерток і червів – організмів вищих ланок трофічних ланцюгів, які утворюються у гідробіоценозі цієї споруди, забезпечує покращення процесу очищення води, адже ці організми виїдають детрит, бактерій, які можуть виноситись із очисної споруди разом з очищеною водою; зменшення приросту біомаси мікроорганізмів, внаслідок чого знижуються витрати на обробку та утилізацію осадів; мінералізацію біомаси, що покращує седиментаційні властивості осадів.

Zoocenosis — 2015
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Ліра, 2015. – С. 25-27.

УДК 591.5:631.4(477.63)

О. О. Дідур, І. М. Лоза, Ю. Л. Кульбачко
Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпропетровськ, Україна, didur@ua.fm

O. O. Didur, I. M. Loza, Y. L. Kulbachko
Oles Honchar Dnipropetrovsk National University, Dnipropetrovsk, Ukraine

Екосистемні функції, які раніше вважались невичерпними, в реальності не є такими, існують завдяки природному біологічному різноманіттю, скорочення якого призводить до неминучого зниження їх ефективності. Посилення антропогенного пресингу на природу веде до скорочення біорізноманіття, порушення природних комплексів і деградації життєво важливих екосистемних функцій, що завдає суттєвої економічної шкоди, є реальною загрозою для життя та здоров’я населення. На локальному рівні заміщення екосистемних функцій технічними засобами у більшості випадків виявляється дорожчим, ніж відновлення природних екосистем (Павлов, Букварева, 2010). Екосистемні, у тому числі середовищетвірні, функції здійснюються не тільки екологічними угрупованнями та екосистемами, але й окремими видами тварин та їх популяціями. Їх вплив на біотичні та абіотичні компоненти середовища вважають екосистемною функцією виду чи популяції. Нині найменш розвинені теорія та практика оцінки екосистемних послуг, орієнтованих на підвищення якості довкілля, зокрема середовищетвірної функції біоти при проведенні рекультиваційних заходів.

Методика рекультивації техногенно порушених земель – узагальнена та добре вивчена. Тим не менше, більшість рекультиваційних схем екологічного відновлення техногенних територій не враховує повноту натуралізації та функціонування рекультивованих екосистем, оскільки більшість планів рекультивації зосереджені тільки на стані рослинності та наземної макрофауни. Серед видів тварин, які можуть впливати на середовище на перших етапах відновлення шахтних земель, представники Lumbricidae – особливо важливі кандидати (Vimmerstedt, 1983). Вони забезпечують декілька видів екосистемних послуг, що прискорюють відновлення ґрунтів, збільшення виходу первинної продукції та сприяють відновленню функціонування екосистем у районах видобутку вугілля. Такі послуги включають збільшення родючості верхнього шару ґрунту, забезпечення трофічної бази для широкого кола тварин-хижаків та утилізації органічних решток на рекультивованих територіях (Satchell, 1983).

Серед екосистемних сервісів, що надаються дощовими червами, особливий інтерес являє дослідження впливу тварин на гумінові речовини ґрунту. Дощові черви створюють тривалі кумулятивні ефекти, такі як структура ґрунту, мікрозональність, структура мікробних угруповань, які впливають на показники стабільності та родючості ґрунту. У кишечнику представників Lumbricidae розвиваються процеси трансформації продуктів розпаду органічних речовин і молекул гумінових кислот. Якісний склад гумінових кислот досліджено із застосуванням показників їх оптичної щільності (співвідношення Е₄/Е₆). Згідно одержаним даним, співвідношення Е₄/Е₆ більше для копролітів, ніж для вихідних насипних ґрунтів, що вказує на меншу кількість ароматичних фрагментів та більшу кількість бічних радикалів у молекулах гумінових кислот екскрецій дощових червів. Найвужчим це співвідношення було для безгумусного лесоподібного суглинку та відповідних копролітів безгумусного варіанту рекультивації (різниця становить 0,4 одиниці). На гумусованих варіантах насипок співвідно­шення Е₄/Е₆ розширювалось (до 0,5–0,8 одиниць). Очевидно, що в копролітах дощових червів переважають «молоді» гумінові кислоти. Це свідчить про той факт, що у процесі пасажу ґрунту через травний тракт цих тварин відбувається інтенсифікація процесів гуміфікації, а отже відбувається зменшення молекулярної маси гумінових речовин і збільшується кількість «молодих» гумінових кислот із більш спрощеною структурою молекул.

Таким чином, під впливом екскреторної активності представників родини Lumbricidae відбувається оновлення гумусових речовин зі збільшенням частки незрілих компонентів гумусових речовин без погіршення якості гумусу ґрунту, що пов’язане з поліпшенням якості рекультивованих ґрунтів, активізацією процесів натуралізації штучних едафотопів.

Zoocenosis — 2015
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Ліра, 2015. – С. 24-25.

УДК 631.4(477.63)

В. А. Горбань, Н. М. Лаврик, М. В. Мандригеля
Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпропетровськ, Україна, vad01@ua.fm

V. A. Gorban, N. M. Lavryk, M. V. Mandryhelia
Oles Honchar Dnipropetrovsk National University, Dnipropetrovsk, Ukraine

В умовах степової зони України найпоширеніші ґрунти – чорноземи. Ґрунтознавцями Комплексної експедиції Дніпропетровського національного університету імені Олеся Гончара з дослідження лісів степової зони України (Стадниченко, 1955; Травлеев, 1972, 2008; Белова, 1997) доведено сприятливий вплив лісової рослинності на чорноземи звичайні, які формуються під зональною різнотравно-кострицево-ковиловою рослинністю. Відзначається, що поселення деревних рослин на раніше сформованих чорноземах призводить до посилення чорноземного типу ґрунтоутворення. Ґрунт, знаходячись на перехресті двох біологічних круговоротів (степового та лісового) набуває ряд нових позитивних особливостей (Травлеев, 1996). Н. А. Біловою та А. П. Травлєєвим (1999) доведено мікроморфологічними, фізико-хімічними, мінералогічними та іншими дослідженнями сприятливий вплив природних лісів на степові ґрунти, у результаті взаємодії яких формуються якісно нові ґрунти – чорноземи лісові, які не виходять за межі чорноземного типу ґрунтоутворення.

Об’єкт дослідження – чорноземи лісові байраку Глибокого, який знаходиться поблизу с. Андріївка (Новомосковський р-н Дніпропетровської обл.). Під час досліджень відібрано зразки з генетичних горизонтів ґрунтових розрізів пробних площ, розташованих в умовах північної експозиції (ПП 1), тальвегу (ПП 2) та південної експозиції (ПП 3). Щільність, щільність твердої фази та пористість ґрунтів досліджували за загальноприйнятими методиками (Вадюнина, 1986; Теории и методы физики почв, 2007).

Розрахунок середніх значень щільності досліджених ґрунтів виявив, що ґрунти ПП 1 та ПП 3 майже не відрізняються за цією величиною (1,28 г/см³). Ґрунти ПП 2 характеризуються дещо більшим середнім значенням щільності (1,30 г/см³), що можна пояснити переміщенням мулистої фракції із ґрунтів, розташованих на північній та південній експозиціях, до ґрунтів тальвегу. Максимальна мінливість щільності характерна для ґрунтів ПП 1 (коефіцієнт варіації дорівнює 11,7 %), мінімальна – для ґрунтів ПП 2 (коефіцієнт варіації 6,2 %). Ґрунти ПП 3 займають проміжне значення.

Ґрунти ПП 1 та ПП 2 відрізняються збільшеними середніми значеннями щільності твердої фази (2,52 г/см³) порівняно з ґрунтами ПП 3 (2,46 г/см³). При цьому ґрунти ПП 3 характеризуються максимальною мінливістю (коефіцієнт варіації 3,8 %) порівняно з ПП 1 та ПП 2 (коефіцієнти варіації 3,6 та 2,6 % відповідно).

Максимальне середнє значення загальної пористості виявлено у ґрунтах ПП 1 (49,2 %), мінімальне – у ґрунтах ПП 3 (47,9 %). Ґрунти ПП 2 займають проміжне значення за цим показником. Також для ґрунту ПП 1 характерний максимальний коефіцієнт варіації (8,3 %) порівняно з ґрунтами ПП 2 та ПП 3 (коефіцієнти варіації 3,8 та 6,5 % відповідно).

Виходячи з наведених даних можна зробити такі висновки:

1) найсприятливішими фізичними властивостями характеризуються ґрунти ПП 1 (пів­нічна експозиція), які відрізняються зменшеними величинами щільності та максимальними величинами пористості порівняно з іншими дослідженими ґрунтами;

2) ґрунти ПП 2 та ПП 3 характеризуються дещо гіршими фізичними властивостями порівняно із ґрунтами ПП 1, однак не досягають критичних значень, які б відігравали лімітуюче значення для росту та розвитку деревної рослинності.

Zoocenosis — 2015
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Ліра, 2015. – С. 23-24.

УДК УДК 631.42(477.63)

В. А. Горбань, А. О. Гуслистий
Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпропетровськ, Україна, guslistyj@i.ua

V. A. Gorban, A. O. Huslistyj
Oles Honchar Dnipropetrovsk National University, Dnipropetrovsk, Ukraine

Чорноземні ґрунти в Україні займають 26,5 млн. га, що складає майже 60 % площі земель, які використовуються у сільськогосподарському виробництві. Чорноземи – найбільш родючі ґрунти планети, що спричиняє тривале використання цих ґрунтів людиною (Дегтярьов, 2011). Нині одна з найголовніших проблем чорноземних ґрунтів – їх поступова дегуміфікація, яка проявляється у загальному зменшенні родючості ґрунтів, знижені їх стійкості та здатності забезпечувати виконання екологічних функцій (Добровольский, Никитин, 2007).

Як свідчать результати досліджень Н. П. Тупіки (1985), чорноземи звичайні, що формуються під зональною разнотравно-кострицево-ковиловою рослинністю, у верхньому горизонті містять 5,14 % загального гумусу. Із глибиною спостерігається поступове зменшення його вмісту. Середнє значення вмісту гумусу у цих ґрунтах складає 3,25 %. Верхній горизонт чорноземів лісопокращених, які утворюються під штучною лісовою рослинністю, характеризується збільшеними значеннями концентрації гумусу (6,0 %) порівняно з чорноземами звичайними. Середнє значення вмісту гумусу становить 3,53 %. Чорноземи лісові, сформовані у природних байрачних лісах степової зони, відрізняються максимальним вмістом гумусу у верхньому горизонті (8,81 %). Середнє значення вмісту гумусу в чорноземах лісових дорівнює 3,63 %. Виходячи з наведених даних можна стверджувати, що саме у природних лісах формуються найкращі умови для гумусонакопи­чення у чорноземних ґрунтах.

Останні комплексні дослідження гумусу ґрунтів степової зони України, виконані В. В. Дегтярьовим (2011), ґрунтуються на низці сучасних положень про гумус, одним з яких є те, що органічна частина ґрунту – багатокомпонентна система, до складу якої входить щонайменше чотири компоненти: свіжі органічні рештки, первинні продукти розкладу органічних решток, напіврозкладені органічні рештки, які вже частково втратили форму та анатомічну будову – детрит і продукти синтезу у ґрунті нових органічних сполук – власне гумусові речовини (Тихоненко та ін., 2009). У той же час гумус академіком О. Н. Соко­ловським (1954) розглядається як природна колоїдна система. Колоїдний гумус у ґрунті представлений двома формами: активною та пасивною. Активний гумус – частина гумусу, яка здатна петизуватися внаслідок заміни у ґрунті обмінно увібраного кальцію натрієм. Пасивний гумус – частина гумусу, яка не пептизується та не переходить у розчин навіть після повної заміни у ґрунті обмінного кальцію натрієм. При цьому пасивний гумус відіграє важливу екологічну роль, оскільки є фактором водостійкості ґрунтової структури.

Нині існує необхідність детального дослідження кількісних та якісних характеристик гумусу чорноземних ґрунтів із метою покращення їх стану. Результати комплексних всебічних досліджень чорноземів звичайних, чорноземів лісопокращених і чорноземів лісових степової зони України (Белова, 1997; Белова, Травлеев, 1999) свідчать про недостатнє дослідження особливостей гумусу зазначених ґрунтів.

Виходячи з цього, виникає нагальна необхідність проведення комплексних досліджень гумусу еталонних чорноземів звичайних і чорноземів звичайних. Окремо стоїть питання впливу штучних лісових насаджень різного деревного складу та світлової структури на комплексні характеристики висхідних чорноземів звичайних. Важливість виконання зазначених досліджень зумовлена комплексною екологічною роллю, яку відіграє у ґрунтах гумус. Зокрема, один із важливих показників родючості ґрунтів – їх поглинальна здатність, яка забезпечується колоїдальною складовою ґрунту та колоїдним гумусом. Ця форма гумусу виконує роль джерела основних елементів живлення рослин і зумовлює фізичні, фізико-механічні та хімічні показники ґрунтів, їх мікробіологічну активність (Дегтярьов, 2011).

Zoocenosis — 2015
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Ліра, 2015. – С. 21-22.

УДК 631.8:631.4(477.64)

М. В. Генсицький
Таврійський державний агротехнологічний університет, Мелітополь, Украина, ambasagor@gmail.com

M. V. Gensytskyy
Tavria State Agrotechnological University, Melitopol, Ukraine

Значна частина території України відноситься до зони ризикованого землеробства. Це пов’язано, як із незначною кількістю опадів, так і з неритмічністю їх випадання. У зв’язку із цим люди здавна почали використовувати різні методи покращення водного балансу ґрунту. Наприклад дощування, полив, крапельне зрошення тощо. Але поступово проблема наявності прісної води загострювалась, що призвело до розробки нових методів покращення водного балансу ґрунту, які б дозволяли більш ощадливо та ефективно використовувати водні ресурси. Одним із таких методів є застосування суперабсорбентів, у даному випадку застосовано продукцію MaxiMarin.

Експеримент проведено на території ТОВ «Блексі Фрут Компані». Досліджувався вплив суперабсорбента на стан ґрунту та молодих дерев яблуні. Принцип дії суперабсорбента полягає в тому, що механізм поглинання вологи та розчинених у ній речовин, заснований на фізико-хімічних властивостях ґрунту та суперабсорбенту. Всі речовини, розчинені у поглинутій абсорбентом воді, легкодоступні рослинам. У періоди, коли після опадів або поливів настає посуха, наявність у коренемісткому шарі пов’язаної суперабсорбентом вологи, «у режимі очікування» дозволяє рослині нормально рости, розвиватися та формувати максимальну продуктивність. Таким чином, внесений у коренемісткий шар ґрунту, суперабсорбент вирівнює водоспоживання протягом вегетації рослини. У досліді брали участь молоді яблуні сортів Фуджі та Бреберн. Як суперабсорбент використовували препарати MaxiMarin у вигляді таблеток, гранул і гелю. В експерименті брали участь 7 варіантів застосування суперабсорбенту та контроль. Досліджували вплив суперабсорбенту на фоні мінеральних і органічних добрив на активну кислотність, польову вологість ґрунту та комплекс біометричних показників і закладки плодових утворень у молодих дерев яблуні. У процесі дослідження встановлено, що найкращий результат показав варіант комплексного застосування супербсорбента у вигляді гранул і гелю. При внесенні препарату несуттєво змінилась кислотність ґрунтового розчину та збільшилась польова вологість ґрунту.

Таким чином, застосування суперабсорбентів можна назвати раціональним способом покращання родючості та водного балансу ґрунту, що у свою чергу підвищує продуктивність яблуневого саду. Також слід зауважити, що супербсорбенти можна застосовувати в інших галузях сільського господарства.

Zoocenosis — 2015
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Ліра, 2015. – С. 21.