CC BY
53
Вісник Дніпропетровського університету. Біологія. Екологія. - 2010. - Вип. 18, т. 1. - С. 67-72. Visnyk of Dnipropetrovsk University. Biology. Ecology. - 2010. - Vol. 18, N 1. - P. 67-72.
УДК 502.53:591.5
С. В. Кононенко
Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара
БІОІНДИКАЦІЯ ВПЛИВУ АВТОТРАНСПОРТУ НА МІКРОФАУНУ У МЕЖАХ м. ДНІПРОПЕТРОВСЬК
Вивчено вплив автотранспорту на мікрофауну у м. Дніпропетровськ. Установлено, що угруповання кліщів придорожніх газонів Дніпропетровська характеризуються збідненим видовим багатством ґрунтових безхребетних, низькою чисельністю та відносно низькою стійкістю щодо природних екосистем. Домінують типові еврибіонти Zygoribatula concina Iord., 1990 та Tectocepheus velatus Mich., 1880.
С. В. Кононенко
Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара
БИОИНДИКАЦИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ АВТОТРАНСПОРТА НА МИКРОФАУНУ В ПРЕДЕЛАХ г. ДНЕПРОПЕТРОВСК
Изучено влияние автотранспорта на микрофауну г. Днепропетровск. Установлено, что комплексы клещей придорожных газонов Днепропетровска характеризуются обедненным видовым составом почвенных беспозвоночных, низкой численностью и относительно низкой устойчивостью к природным экосистемам. Доминируют типичные эврибионты Zygoribatula concina Iord., 1990 и Tectocepheus velatus Mich., 1880.
S. V. Kononenko
Oles’ Honchar Dnipropetrovsk National University
BIOINDICATION OF MOTOR TRANSPORT INFLUENCE ON MICROFAUNA IN DNIPROPETROVSK CITY
Influence of motor transport on microfauna in Dnipropetrovsk city is studied. It is established that mites groupments of roadside lawns in Dnipropetrovsk are characterised by the impoverished species richness of soil invertebrates, low number and relatively low resistance in relation to natural ecosystems. Dominant species are typical eurybionts Zygoribatula concina Iord., 1990 and Tectocepheus velatus Mich., 1880.
Вступ
Взаємозв’язки та цикли процесів кругообігу знаходять локальне відображення у ґрунті, який є складною комплексною системою, що включає не тільки різні за своєю суттю абіотичні, біотичні, біокосні тіла, а також і суму факторів геолого-географічного середовища, що впливають на них [2]. Придорожні газони великого промислового міста - своєрідне природне місцеперебування живих організмів. Це пояснюється специфічністю ґрунтового та рослинного покривів із сильним антропогенним навантаженням на них. Орибатидні кліщі як біоіндикатори умов забруднення ґрунтів хімічними сполуками автотранспорту та промислових підприємств [1; 3; 5; 11] утягують до кругообігу речовин разом із рослинним опадом практично всі хімічні елементи
© С. В. Кононенко, 2010
[9] та, накопичуючи їх, здатні відображати особливості навколишнього середовища. Однак угруповання кліщів придорожніх газонів міст практично не вивчене [10; 12]. Подібні дослідження не проводилися в м. Дніпропетровськ.
У зв’язку з цим мета цієї роботи - виявити особливості видового складу, чисельності та структури населення орибатид ґрунтів придорожніх газонів м. Дніпропетровськ. Отриманні результати можуть бути рекомендовані для використання при виконанні екологічної експертизи та біоіндикації навколишнього середовища в інших великих промислових містах степової зони.
Матеріал і методи досліджень
Збирали матеріал поетапно протягом двох місяців (жовтень - листопад 2009 року): ґрунтові проби доставляли в лабораторію, виганяли орибатид за допомогою апарата Тульгрена за загальноприйнятою методикою [6], фіксували, виготовляли мікро-препарати. Для дослідження обрали 30 дослідних ділянок, розміщених уздовж автомобільних доріг. Газони являли собою переважно 1-2-рядні насадження фонових видів дерев (липа серцевидна Tilia cordata, клен ясенелистий Acer negundo, робінія псевдо-акація Robinia pseudoacacia, тополя біла Pоpulus аlba, береза бородавчаста Betula pendula) та збіднений видовий склад травостою (Taraxacum officinale, Lactuca tatarica, Poligonum aviculare, Ambrosia artemisifolia, Plantago major тощо), а також із ущільненим ґрунтом.
Проби відбирали об’ємом 250 см3 в 10-разовій повторності. У ході роботи відібрано 300 проб. Обробку матеріалу проводили за загальноприйнятою методикою
О. М. Буланової-Захваткіної [4; 8]. При обробці матеріалу використовували загальноприйняті методи варіаційної статистики [7]. Розраховували індекс домінування Бергера-Паркера (B), індекси видового домінування Сімпсона (С), різноманіття Шеннона (Н), видового багатства Маргалефа (J).
Рухомі форми NPK, гумус, сольовий рН визначали в лабораторії кафедри геоботаніки, ґрунтознавства та екології Дніпропетровського національного університету ім. Олеся Гончара (табл. 1, 2). Для характеристики властивостей ґрунтів відібрано 5 контрастних за рослинним покривом пробних площ.
Таблиця 1
Хімічні властивості ґрунту штучних насаджень м. Дніпропетровськ
ПП № К2О, мг-екв. сухий залишок, % рН водної витяжки
1 10,1 0,0075 7,3
3 7,0 0,0076 7,2
14 8,2 0,0056 7,2
20 8,3 0,0057 7,3
16 6,8 0,0025 7,4
Таблиця 2
Агрохімічні показники ґрунту штучних насаджень м. Дніпропетровськ
ПП № Гумус (за Тюріним), % NO3, мг/кг ґрунту P2O5, мг/кг ґрунту
1 2,46 5,3 8,3
3 1,89 2,5 5,9
14 0,93 2,8 7,4
20 0,87 4,6 5,2
16 0,06 4,3 5,8
Результати та їх обговорення
У ході досліджень зареєстровано 15 видів орибатид із 15 родів 12 родин. Найбільша кількість ґрунтових безхребетних спостерігалась на ІIIІ № 30 (2160 екз./м2), найменша - на ІIIІ № 3 у парку ім. Писаржевського (40 екз./м2). Кількість орибатидних кліщів відносно загальної чисельності мікрофауни варіює в межах від 5,6 % (придорожні газони в районі станції метро «Металургів») до 100,0 % (район перехрестя Запорізького шосе та вул. Космічної). Порівняльний аналіз видового складу орибатидних кліщів та інших груп безхребетних тварин, вилучених із проб ґрунтів на різних дослідних ділянках, свідчить про домінування еврибіонтних видів, знайдених у багатьох промислових містах Європи. Розраховано відсоткове відношення орибатид до загальної чисельності мікрофауни, вилученої із проб.
30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 а 15 “ 14 І 13 о 12 ^ 11 10 9
ю
□ Щільність інших безхребетних тварин екз./м2
□ Щільність орибатидних кліщів екз./м2
500
1000
1500
2000
2500
Щільність екз./м
Рис. 1. Щільність безхребетних тварин у ґрунтах під впливом автотранспорту
На ПП № 1 - парк ім. Ю. Гагаріна - зареєстровано 800 екз./м2 мікроартропод, на ІIIІ № 3 - парк ім. Писаржевського - 40 екз./м2, на ПП № 14 - район перехрестя вул. Титова та вул. Кірова - 240 екз./м2, на ПП № 16 - парк ім. Л. Глоби - 160 екз./м2, на ПП № 20 - придорожні газони по вул. Набережній ім. В. І. Леніна - 1160 екз./м2.
При співвідношенні щільності всіх безхребетних із такими елементами як К2О, М03, Р205 витікає, що найбільше ґрунтових тварин там, де найбільший вміст макроелементів. На найбільш гумусованих територіях спостерігається досить велика щільність усіх безхребетних, на найменш гумусованих - найменша (див. табл. 2); рН водної витяжки нейтральний для усіх вибраних пробних ділянок (див. табл. 1), відповідно умови для життєдіяльності ґрунтових безхребетних однакові.
Для ПП № 3, 10 та 21 розрахунок індексів не проводили, оскільки на даних площах зафіксовано лише по одному виду.
0
Максимальне значення індексу Шеннона (2,14) спостерігається на ІIIІ № 12 в районі Жовтневої площі, де наявні у значній кількості зелені насадження, мінімальне (0,81) - на ІIIІ № 16 та 29 (просп. К. Маркса в районі парку ім. Л. Глоби та масив Сонячний, вул. Малиновського) поблизу автомобільних доріг з інтенсивним рухом транспорту. Найбільший показник індексу домінування Сімпсона (0,70) та Бергера-Паркера (0,83) відмітили на ІIIІ № 24 (придорожні газони в районі станції метро «Металургів»), найменший (0,26) та (0,33 і 0,36) відповідно на ІIIІ № 2, 22 (парк ім. Іисар-жевського на узбіччі Запорізького шосе та придорожні газони в районі автовокзалу). Максимальне різноманіття за Маргелефом (1,72) спостерігається на ІIIІ № 13, мінімальне (0,28) - на ІІ № 17 (табл. 3).
Таблиця З
Мікроартроподи придорожніх газонів м. Дніпропетровськ
ПП № Назва пробної площі H C J D
1 Шрк ім. Ю. А. Гагаріна (у 5 м від просп. Гагаріна) 1,92 0,32 0,93 0,45
2 Шрк ім. ^саржево^ого (у 5 м від Запорізького шосе) 2,07 0,26 1,02 0,33
4 Іроспект Гагаріна (район торгівельно-розважального комплексу «Дафі», у 5 м від Запорізького шосе) 1,52 0,36 1,72 0,40
5 Іарк ім. Богдана Хмельницького (у 5 м від вул. Героїв Сталінграда) 1,92 0,28 0,86 0,40
6 Іридорожні зелені газони по вул. Героїв Сталінграда (між парками ім. Шсаржевського та Б. Хмельницького) 1,38 0,43 1,07 0,57
7 Район перехрестя Запорізького шосе та вул. Космічної 1,50 0,38 1,00 0,50
8 Іридорожні газони по вул. Набережна Леніна (перша відбірна точка) 1,66 0,38 0,63 0,56
9 Іридорожні газони по вул. Набережна Леніна (друга відбірна точка) 1,81 0,31 1,00 0,38
11 Іридорожні газони по вул. Набережна Леніна (четверта відбірна точка) 1,79 0,33 1,16 0,50
12 Іридорожні газони в районі Жовтневої площі 2,14 0,27 0,68 0,38
13 Іридорожні газони по вул. Криворізькій 1,00 0,50 2,50 0,50
14 Район перехрестя вул. Титова та Кірова 1,46 0,39 0,39 0,50
15 Район перехрестя вул. Кірова та Іушкіна 1,27 0,45 0,36 0,53
16 Шрк ім. Л. Глоби (в 5 м від проспекту Карла Маркса) 0,81 0,63 1,00 0,75
17 Іридорожні газони по вул. Іанікахи 1,78 0,32 0,28 0,42
18 Іридорожні газони по вул. Кротова 1,45 0,44 0,73 0,59
19 Іридорожні газони по вул. Космічній 1,75 0,36 0,62 0,45
20 Іридорожні газони по вул. Набережна Леніна (поблизу монумента Вічної Слави) 1,61 0,37 0,82 0,52
22 Іридорожні газони в районі Автовокзалу 2,12 0,26 0,87 0,36
23 Іридорожні газони в районі метро «Ілічча» 1,83 0,32 0,82 0,41
24 Іридорожні газони в районі метро «Металургів» 0,91 0,70 0,96 0,83
25 Іридорожні газони в районі метро «Заводська» 1,06 0,59 1,00 0,75
26 Іридорожні газони по проспекту ім. газети «Іравда» (у районі заводу К. Лібкнехта) 1,25 0,50 0,77 0,67
27 Іридорожні газони по вул. Воронцова 1,50 0,38 1,26 0,67
28 Іридорожні газони по вул. В. Висоцького 0,92 0,56 0,51 0,40
29 Масив Сонячний, вул. Малиновського 0,81 0,63 0,33 0,75
30 Район Краснопілля «Шшена балка» 0,96 0,64 1,04 0,76
Аналіз видового складу угруповань орибатидних кліщів на дослідних ділянках (рис.) показав, що домінантом для ґрунтів придорожніх газонів виступає Zygoribatula concina Iordansky, 1990 (50 %), субдомінантом - Tectocepheus velatus Mich., 1880 (27 %). Інші види становлять 33 % сумарної чисельності.
Nothrus biciliatus 1%
Oppia sp.
3%
Scutovertex sculptus 1%
Rhysotritia ardua affinis 1%
Peloptulus phaenotus 1%
Zygoribatula concina 50%
ina
Tectocepheus velatus 27%
Scheloribates laevigatus 3%
Ramusella (Oppia) mihelcici 1%
Punctoribates liber 9%
Pilogalumna allifera 2%
Epilohmania cylindrica cylindrica 1%
Рис. Структура домінування орибатид у ґрунтах придорожніх газонів м. Дніпропетровськ
Максимальне видове різноманіття (6 видів) і чисельність орибатидних кліщів 2 120 екз./м2 спостерігали на контрольній дослідній ділянці № 30, розташованій у Крас-нопіллі («Пашена балка» неподалік від штучної водойми). Найбільша кількість видів (4) серед досліджених ділянок придорожніх газонів м. Дніпропетровськ виявлена на IIIІ № 1 та 12 із чисельністю орибатид 560 та 600 екз./м2 відповідно. Такі результати можна пояснити тим, що дані площі порівняно з іншими дослідними ділянками розміщені на території парку (парк ім. Ю. Гагаріна та на площі паркового типу Жовтневій).
Висновки
Ґрунти поблизу доріг з інтенсивним рухом автомобілів перебувають під впливом викидів токсичних речовин від автотранспорту. Як наслідок, у ґрунтах накопичуються солі важких металів, що призводить до їх забруднення та непридатності для мешкання в них різних груп безхребетних тварин і збіднення фауністичного різноманіття.
Угруповання орибатидних кліщів придорожніх газонів м. Дніпропетровськ характеризуються збіднілим видовим багатством, низькою чисельністю та відносно низькою стійкістю. Домінанти - типові еврибіонти Zygoribatula concina lord., 1990 та Tectocepheus velatus Mich., 1880. У ґрунтах на контрольній ділянці видовий склад різноманітніший із більшою чисельністю (в 3,5 раза), ніж на ділянках придорожніх газонів. Відсоткове відношення орибатид до загальної кількості інших безхребетних тварин на ділянках, що досліджували, складає 50,8 %.
Біоіндикація антропогенного навантаження з використанням безхребетних тварин - важливий метод виявлення комплексної екологічної відповіді на вплив антропогенної трансформації навколишнього середовища у межах міста Дніпропетровськ. Біоіндикаційні дослідження можуть проводитись на різних рівнях організації екосистем. Для зоологічних досліджень у забруднених районах зручно використовувати ґрунтових тварин.
Бібліографічні посилання
1. Артемьева Т. И. Почвенные животные как индикаторы биологического этапа рекультивации техногенных территорий // Проблемы почвенной зоологи. - Т. 1. - Ашхабад, 1984. - С. 16-17.
2. Башкирова Е. Я. Фауна клещей - орибатид целинной степи юго-востока Европейской части СССР // Зоол. журн. - 1958. - Т. 28, № 3. - С. 193-209.
3. Богач Я. Животные - биоиндикаторы индустриальных загрязнений. - М. : Наука, 1974. -С. 25-26.
4. Буланова-Захваткина Е. М. Панцирные клещи - орибатиды. - М. : Высш. шк., 1967. - 254 с.
5. Гиляров М. С. Зоологический метод диагностики почв. - М. : Наука, 1965. - 278 с.
6. Криволуцкий Д. А. Методика комплексного обследования почв на заселенность микро-артроподами // Методы почвенно-зоологических исследований. - М. : Наука, 1975. - С. 44-48.
7. Лакин Г. Ф. Биометрия. - М. : Высш. шк., 1990. - 352 с.
8. Определитель обитающих в почве клещей Sarcoptiformes / Отв. ред. М. С. Гиляров. - М. :
Наука, 1975. - 491 с.
9. Покаржевский А. Д. Круговорот элементов и структура сообществ животных в лесостепи / А. Д. Покаржевский, А. Д. Криволуцкий // Экология. - 1981. - № 4. - С. 67-72.
10. Шарипов С. А. Панцирные клещи в условиях города / С. А. Шарипов, Л. Косарева // Проблемы почвенной зоологии. - Новосибирск : Изд-во Новосиб. гос. ун-та, 1991. - C. 256.
11. Ярошенко Н Н. Орибатидные клещи (Acariformes, Oribatei) естественных экосистем Украины. - Донецк : ДонНУ, 2000. - 313 с.
12. Soil mites (Acari) of Warsaw and Masovia / W. Niedbala, C. Blaszak, J. Bloszyk, M. Kaliszewski, A. Kazmierski // Memoriabilia Zool. - 1982. - Vol. 36. - P. 235-252.
Надійшла до редколегії 25.06.2010
