Zoocenosis-2009 V международная научная конференция биоразнообразие

ВОДНО-БОЛОТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ СТЕПНОГО ПРИДНЕПРОВЬЯ

Б. А. Барановский, А. А. Александрова, Н. О. Волошина, Б. Н. Пересунько

WATER-MARSH COMPLEXES OF STEPPE DNIEPER REGION

B. A. Baranovsky, A. A. Aleksandrova, N. O. Voloshina, B. N. Peresun’ko

Водно-болотные комплексы степного Приднепровья представлены массивами сообществ воздушно-водных растений (гелофитов) и гигрофильной растительности. Они распространены в долинах больших (Днепр), средних (Самара, Волчья, Орель, Ингулец) и малых рек на мелководных акваториях водотоков, долинных озер, водохранилищ, прудов и окружающих подтопленных территориях. Водные экосистемы имеют обширные пространственные связи, обусловленные не только большой протяженностью и высокими транзитными свойствами обводненных пространств, но и переносом вещества и энергии гидробионтам широко мигрирующими птицами, как мобильными компонентами этих экосистем (Скокова, Виноградов, 1986). Мелководья и заболоченные территории являются регуляторами водного режима водоемов, местообитаниями водной и околоводной флоры и фауны. Однако многолетнее антропогенное влияние привело к значительному (по сравнению с доисторическим временем) расширению площадей водно-болотных комплексов за счет затопления речных долин в результате создания водохранилищ и прудов, подтопления окружающих территорий и последующей их эксплуатации, затопления и подтопления просадочных территорий шахтных подработок, заиления и зарастания русел рек.

Образование водохранилищ влечет за собой значительные изменения режима рек и их долин: затопление лугов, лесов, пахотных земель, подтопление почв (Водохранилища и их воздействие ..., 1986), наиболее плодородных участков (игравших важную роль в жизни общества), территорий со значительным разнообразием условий и, соответственно, высоким уровнем биоразнообразия. Водно-болотные комплексы Днепра наиболее распространены в верхней части Запорожского (Днепровского) водохранилища и составляют 607 га по сравнению с нижней частью, где они занимают 107 га, но на краевом Самарском плесе водохранилища они еще обширнее – 1519 га (Барановский, 2000). Основу их (как и на мелководьях других водоемов и подтопленных территориях) составляют формации тростника южного (Phragmites australis (Cav.) Trin ex Steud).

На средних реках наиболее обширными являются водно-болотные комплексы левобережья степного Приднепровья (территории Приднепровской низменности). Наибольшие из площади сосредоточены среднем и нижнем течении рек Орель (площадь бассейна 9800 км²) и Самара (площадь бассейна 22600 км²). Водно-болотные комплексы малых рек и мелких водотоков в сумме также имеют очень значительную площадь, так как их русла и поймы на 70–90 % превращены в тростниковые болота в результате сведения лесов и распашки водосборных площадей и, в особенности, пойм.

Водоемы и заболоченные местности более уязвимы чем наземные экосистемы. Это обусловлено тем, что они занимают понижения рельефа, вследствие чего любое загрязнение водосборной площади сказывается на санитарном состоянии водоема. Изменения состояния водно-болотной флоры и фауны (видовое разнообразие, структура, численность популяций) могут отражать состояние комплекса в целом. Для сохранения биоразнообразия водно-болотных комплексов необходим ряд мероприятий.

1. Инвентаризация флоры и фауны водно-болотных комплексов по отдельным бассейнам рек и отдельным водоемам.

2. Создание списков редких и исчезающих видов растений и животных с указанием местонахождения особо редких видов.

3. Продолжение расширения экологической сети территории области и создание новых объектов природно-заповедного фонда.

4. Создание «Зеленой книги области» (типичных, редких и исчезающих растительных сообществ) на базе «Зеленой Книги» Украины.

5. Переселение редких и исчезающих видов на территории и акватории существующих особо охраняемых объектов природно-заповедного фонда (Днепровско-Орельский природный заповедник и др.).

НЕОТЛОЖНЫЕ ЗАДАЧИ ПО СОХРАНЕНИЮ РАЗНООБРАЗИЯ

В. Л. Булахов, А. Е. Пахомов

URGENT TASKS FOR DIVERSITY CONSERVATION

V. L. Bulakhov, A. E. Pakhomov

Постоянный рост антропогенного пресса на природные процессы обуславливает значительное ухудшение экологических условий и сокращение разнообразия животного населения. Особенно сложные экологические проблемы образуются в индустриально-промышленных регионах, где техногенные, агрогенные и рекреационные факторы в совокупности вызывают синэргичное воздействие по трансформации экосистем, сопровождающееся резким сокращением исторически сложившихся местообитаний животных. Основные экологические проблемы промышленных регионов обусловлены:

– чрезмерной техногенной нагрузкой на природные системы;

– высоким уровнем загрязнения воздушного и водного бассейнов и почвенного покрова;

– образованием и накоплением промышленных и бытовых отходов;

– изъятием значительного количества площадей естественных экосистем промышленными объектами и городскими агломерациями;

– подтоплением или осушением значительных территорий за счет неправильной эксплуата­ции различных типов ирригационных систем;

– постоянным возрастанием процесса модификации степных экосистем в агроценозы;

– химизацией сельскохозяйственного производства;

– интенсификацией механизации сельскохозяйственного производства, обуславли­вающей повышение факторов беспокойства и гибели животных;

– расширением сети рекреационного освоения за счет наиболее благоприятных мест обитания для животных;

– чрезмерным возрастанием степени выпаса скота в наиболее сохранившихся оптимальных экологических условиях (в остаточных степных, луговых, долинных экосистемах);

– обмелением и исчезновением малых рек из-за распашки береговой зоны, ликвидации источников и создания ирригационных систем;

– созданием широкой сети дорог для автомобильного и железнодорожного транспорта;

– увеличением охотничьего пресса без учета воспроизводственных возможностей и соблюдения элементарных правил охоты и охотничьей этики;

– недостаточным обеспечением природно-заповедными территориями;

– несовершенными правилами включения земель в природно-заповедный фонд с отсутствием правового режима, обуславливающего действенный охранный режим в заказниках.

Вследствие синергетического эффекта воздействия комплекса антропогенных факторов в промышленных регионах почти не сохранилось эталонных природных систем. Относительно ненарушенных человеческой деятельностью экосистем сохранилось всего в пределах 0,1–3,0 % всей площади региона. Остальная площадь представлена в разной степени трансформированными и модифицированными экосистемами. В этих условиях фаунистическое разнообразие региона обеднилось на 5–10 %, а в непосредственном районе действия техногенных факторов – на 60–90 %. Количественный состав животных по отдельным видам и комплексам сократился в десятки и сотни раз. При этом, количественное обеднение происходит в основном за счет важнейших функциональных элементов, что в свою очередь способствует ослаблению экологической устойчивости систем.

В сложившейся обстановке настоятельно требуется целый комплекс неотложных мер как по сохранению видового и количественного состава зооценоза, так и восстановление его функционального потенциала, обусловливающего целостность биотических связей и нормальную работу биогеоценозов. Первоочередными мерами должны быть:

1) в системе охраны и восстановления природных мест обитания для животных:

– создание широкой сети природно-заповедных территорий и, в первую очередь, за счет государственных природных заповедников. В промышленных регионах экологический нормой, способствующей сохранению природных местообитаний под заповедно-охранный фонд (ЗОФ), должно отводится в пределах 10–15 % всей их площади;

– в регионах, где практически исчезли оптимальные естественные экосистемы, провести масштабные работы по биологической рекультивации техногенных ландшафтов и экологической реабилитации отработанных земель с последующим отводом их под охранные территории с целью ускорения восстановления биогеоценологических процессов;

– срочно изменить существенную систему законодательных положений по отводу земель под природно-заповедный фонд. Для этого необходимо сократить количество учреждений, участву­ющих в согласовании отвода земель, ограничив лишь облсоветами и облгосадминистрациями на региональном уровне и кабинетом министров на государственном уровне, исключив землепользователей, сельсоветы, райсоветы и райадминистрации, которые являющится главным тормозом в создании новых территорий ПЗФ. Ответственность за соблюдение охранного режима возложить на областные управления экологии и природных ресурсов для государственных заказников и районные госадминистрации для заказников местного значения. Для государственных заказников выделить 1–2 штатных охранных сотрудника, для заказников местного значения – ежемесячно проводить контрольные рейды райадминистрациями с общественностью;

– в степных районах с интенсивным землепользованием организовать постепенный перевод непродуктивных агроценозов в восстанавливаемые степные экосистемы; сократить пахотный фонд с 75–90 до 60 %;

– уменьшить уровень техногенного загрязнения за счет оптимизации существующих систем защиты (очистные сооружения, пылеуловители и т. п.) и увеличить их количество с одновременным постепенным переводом технологического процесса промышленных предприятий на безотходное производство и замкнутый цикл водопользования;

– на отработанных землях за счет промышленных предприятий провести массовые работы по возобновлению и созданию вторичных экосистем;

– вокруг населенных пунктов восстановить ранее существующие зеленые и голубые зоны с запретом любой хозяйственной деятельности (кроме природоохранных). Для крупных индустриальных городов зеленые зоны должны составлять 15 км, небольших промышленных городов – 10 км, сельских населенных пунктов – 2 км. Голубые зоны – соответственно: 5, 3, 0,5 км;

– запретить любую хозяйственную деятельность и строительство разных объектов на островах рек, озер и водохранилищ и в береговой зоне малых рек не менее 500 м;

– по берегам рек и водохранилищ образовать зоны покоя, чередуя их с участками активной рекреации;

2) в системе охраны животных:

– упорядочение правил охоты, значительно сократив сроки ее проведения и нормы добычи на одного охотника. Существующие сроки и нормы добычи (теоретические в реальные) могут почти полностью уничтожить охотничью фауну и резко обеднить фаунистический комплекс. Сроки охоты необходимо сократить до одного месяца (на пернатую дичь) – сентябрь, на пушного зверя и копытных – декабрь, нормы добычи сократить в 2–3 раза;

– для конкретных регионов и охотничьих хозяйств на научной основе ежегодно разрабатывать и строго соблюдать нормы изъятия из природных систем отдельных видов охотничьих объектов;

– запретить имеющееся массовое явление по сбору насекомых, яиц птиц, отлов диких живот­ных для домашнего содержания; повысить контроль за продажей диких животных на зоорынках;

– в период проведения весеннее-летних механизированных сельскохозяйственных работ в агроценозах строго соблюдать круговую обработку поля начиная с центра, не допуская обработку с краевого периметра;

– переводить химическую систему защиты растений на биологическую;

– создавать в агроценозах широкую сеть релизов для создания мест защиты и репродукции различным животным;

– проводить систематическую широкую разъяснительную работу о полезной роли животного населения и недопущения его бесцельного уничтожения (за исключением массовых видов грызунов);

3) в области восстановления функционального потенциала в реабилитируемых экосистемах:

– в процессе восстановления и образования новых вторичных экосистем необходимы работы по интродукции важнейших зооэлементов и созданию условий для их активного привлечения;

– в наземных экосистемах с целью ускорения почвообразовательного процесса на отработанных землях провести интродукцию комплекса почвообразователей: почвенных простейших, микроартропод, дождевых червей, роющих земноводных (чесночниц), насекомоядных млекопитающих;

– для подавления массового развития фитофагов в неустойчивых развивающихся эко­системах – участках биологической рекультивации предусмотреть интродукцию хищных и парази­ти­чес­ких насекомых, земноводных, пресмыкающихся, птиц и насекомоядных млекопитающих (кротов) и привлекать птиц-дуплогнездников за счет создания искусственных гнездовий;

– в водных экосистемах, созданных или спонтанно образованных с целью оптимизации гидрохимического и гидрологического режимов, провести работы по интродукции комплекса гидробионтов – биофильтратов: тубифицид, различных ракообразных, двустворчатых моллюсков, также производить высадку макрофитов для создания мест защиты и репродукции водно-болотного фаунистического комплекса.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ОПТИМУМ ЭКТОТЕРМОВ.

В. Б. Вербицкий

ECOLOGICAL OPTIMUM OF ECTOTHERMS.

V. B. Verbitsky

Понятие экологического оптимума, введенное в научный обиход еще в начале XX в. В. Шелфордом, практически в первоначальной формулировке используется в научной литературе до настоящего времени. В то же время, в экологии накоплено большое число полевых и экспериментальных данных, не вписывающихся в рамки классического определения оптимума. Давно уже очевидно, что для определения реального экологического оптимума организма или популяции, а тем более для создания оптимальных условий по конкретному фактору, недостаточно только определить диапазон оптимальных значений и поддерживать их в статическом или даже в колебательном режиме. На основании проведенных нами экспериментальных и полевых исследований, а также анализа большого числа литературных источников мы предлагаем для определения понятия экологического оптимума применить статико-динамический подход. Согласно ему мы разделяем понятие оптимум на "статический" оптимум и "динамический" оптимум, а также вводим понятие "эффектов последействия" (Схема).

Статический оптимум включает диапазон оптимальных значений факторов на шкале толерантности и “дозу” каждого фактора, соответствующую потребностям организма/популяции и обеспечивающую наиболее благоприятные условия для его жизни.

Динамический оптимум включает набор конкретных значений факторов среды с описанием их динамических характеристик, описывающих оптимальные условия жизни организма в природных условиях или необходимых для создания таких условий. Это периодические или ступенчатые изменения фактора в пределах диапазона значений статического оптимума.

К динамическим характеристикам на сегодняшний день можно отнести оптимальные параметры периодических/циклических изменений (частота и амплитуда) фактора, с определением их местоположения в диапазоне оптимальных значений (в его нижней, средней или верхней части) и наличие или отсутствие стимулирующего влияния непериодических/ацикличес­ких (ступенчатых) изменений фактора, включая продолжительность воздействия той или иной “дозы” фактора (фиксированная длительность нахождения при том или ином его значении), с определенной разницей между значениями ”дозы” (интервал между этими значениями), а также с определенной направленностью изменения фактора (порядок чередования повышенных и пониженных значений).

Кроме того, при определении экологического оптимума необходимо учитывать наличие и характер эффектов, которые можно назвать вторичными и к которым мы можем отнести эффекты последействия (или инерционные эффекты), когда пребывание организма/популяции при оптимальных значениях фактора положительно сказывается (проявляется) через некоторое время после начала или даже окончания воздействия (на протяжении жизни этой же или последующих генераций). Эффекты последействия в свою очередь можно разделить на пролонгированные и отсроченные.

Экологический оптимум организма/популяции по конкретному фактору

Для выяснения механизмов отсроченных эффектов требуются дальнейшие исследования, так как в их основе могут лежать механизмы как кумулятивного или сигнального воздействия (не линейная зависимость между временем воздействия и величиной эффекта), так и комбинированные воздействия. Так, например, причиной отсрочки начала роста численности популяций Cladocera через некоторое время после внесения в воду фосфора (Вербицкий, 2008; Вербицкий, Вербицкая, 2007) может быть как опосредованное действие через первичное стимулирование роста численности бактерий и фитопланктона, являющихся пищевыми объектами для ветвистоусых ракообразных, так и прямое действие на организм последних, описанное для некоторых видов рядом авторов (DeMott, Gulati, 1999; Schulz, Sterner, 1999), хотя и без объяснения механизма этого явления. Пример сигнального воздействия в наших исследованиях – влияние лазерного облучения на плодовитость Daphnia pulex Leydig, 1860 (Вербицкий, Вербицкая, 2007).

На наш взгляд, применение статико-динамического подхода к определению понятия экологического оптимума может не только дать определенный стимул к дальнейшему развитию общей теории экологического оптимума, но также способствовать развитию аква- и марикультуры в части проведения работ по введению в культуру новых видов и оптимизации режимов культивирования гидробионтов.

УДК 591.5(477.75)

РАЗНООБРАЗИЕ И СЛОЖНОСТЬ

В. М. Громенко, В. Б. Пышкин, А. В. Ивашов

DIVERSITY AND COMPLEXITY

V. М. Gromenko, V. B. Pyshkin, A. B. Ivashov

На современном этапе развития экологии изучение биологического разнообразия является наиболее быстроразвивающимся и важным направлением науки. К одной из актуальных проблем этой области относится изучение его динамики (Емельянов, 1999).

В основу настоящего сообщения положены обобщенные данные фаунистических и флористических исследований в Крымском Присивашье, полученные в период 1997–2008 гг. Для анализа использовался аннотированный список животных и растений, включающий в общей сложности 1476 видов. Основным методом изучения являлось применение показателя сложности сообщества по И. Г. Емельянову (1999). Как известно, при расчете этого коэффициента в качестве первого сомножителя используется показатель таксономического разнообразия (Емельянов, Загороднюк, 1990, 1993; Загороднюк и др., 1995), а в качестве второго – удельный показатель «иерархического разнообразия» (Pielov, 1975; Мэггаран, 1992). Следует отметить, что оба упомянутых показателя не учитывают обилие видов, а только их долевую представленность на разных таксономических уровнях. Применение этих показателей к сезонной динамике биотического сообщества Крымского Присивашья выявило следующие закономерности (табл.).

Из данных таблицы видно, что видовое богатство флоры и фауны в течение вегетационного сезона возрастает с марта (472) по июнь (1334) и убывает к ноябрю (209).