CC BY
8
УДК 581.[526+524] Ст. наук. cniepo6. Р.1. Дмитрах, канд. бюл. наук -
1нститут екологи Карпат НАН Украти
СУЧАСНИЙ СТАН ТА ОСНОВН1 ТЕНДЕНЦП ЗМ1Н СТРУКТУРНО-ФУНКЦЮНАЛЬНО! ОРГАШЗАЦП ПОПУЛЯЦ1Й VALERIANA SIMPLICIFOLIA (REICH.) KABATH У БОЛОТНИХ УГРУПОВАННЯХ УКРАШСЬКИХ КАРПАТ
Наведено результати дослщжень структурно-функцюнально1 оргашзацп попу-ляцiй Valeriana simplicifolia (Reich.) Kabath пiд впливом рiзних чинникiв середовища й трансформованост 1х болотних угруповань. Установлено, що внаслiдок порушень природного середовища популяцш виду змiнюються: просторова структура, видовий склад фгтоценозу, репродуктивна здатнiсть особин та характер проходження ix онтогенезу.
Ключовг слова: популяци Valeriana simplicifolia, еколого-ценотичш умови, видовий склад угруповань, структурно-функщональш показники.
Серед важливих проблем сучасних дослщжень особливе мюце займае всеб1чне вивчення характеру мшливосп в структур1 природних угруповань та ix популяцш. Особливу актуальнють у цьому аспекп мае вивчення структурно-функцюнально1 оргашзацп популяцш вид1в, внаслщок яко1 можна отримати комплексну оцшку за багатьма показниками та ix змшами в умовах трансфор-мованого середовища. За умов цикшчно! змши кшмату i, особливо, посилення потеплшня в останнiй перiод часу, зросла тенденщя до заростання багатьох болотних формацш iншими, не властивими для них видами рослин. Проблема природного розвитку болотних екосистем привертала увагу багатьох дослщни-кiв [1, 2, 4-6, 8, 9, 16, 25], однак вона й надалi залишаеться актуальною.
Вплив рiзниx чинниюв середовища вносить вiдповiднi змiни в струк-турно-функцiональну органiзацiю популяцiй видiв та 1х здатнiсть до вижи-вання й самопiдтримання. Важливим аспектом у цьому плат е дослщження динамжи гiрськиx болотних угруповань з метою прогнозування характерних змш у популящях та тенденцiй 1хнього розвитку. Незаперечним е факт, що ктматичш змши мають безпосереднш вплив на гщролопчний i едафiчний режими, видовий склад болотних угруповань та структурно-функцюнальну оргашзащю його популяцiй.
Основним завданням дослщжень було вивчення характерних змш структурно-функцюнально! оргашзацп популяцiй на прикладi одного з пред-ставникiв болотних угруповань валерiани цшолисто1 (Valeriana simplicifolia) в рiзниx умовах трансформованост 11 оселищ.
Методика досл1джень. Основш дослiдження проведено на територп Карпатського природного нацюнального парку в Чорнопрському масивi Ук-рашських Карпат. З метою отримання даних щодо особливостей поширення популяцш Valeriana simplicifolia в рiзниx типах оселищ та змш показниюв ix структурно-функцюнально! оргашзацп використано загальноприйнят методики популяцшних дослщжень iз застосуванням як стацiонарниx, так i мар-шрутних методiв [7, 17, 23, 26]. Рiвень трансформованосп болотних угруповань вивчено на основi характерних змiн видового складу популяцш. Облж
особин проведено на дшянках, якi закладенi як регулярним способом на трансектах, так i вибiрковим, з yрахyванням випадкового ïх розмiщення на площi [1S, 22]. Структурно-функщональш параметри попyляцiй виду, як 6í-омаркерiв ïх стану в рiзних умовах трансформованого середовища, оцiнено на основi: аналiзy процешв формування репродуктивних структур, характеру ïх розвитку та активностi поновлення. Вплив динамiчних процесiв на стiйкiсть й життездатнють виду проведено зi врахуванням змiн шдивщуаль-них та популяцшних показникiв [10, 11, 14, 20, 24].
Peзyльтaти дослiджeнь. Однieю з форм динамжи рослинних угрупо-вань у сучасних кшматичних умовах е сукцесп, послiдовнiсть етапiв розвитку я^ мають закономiрний характер, що призводить до появи одних та зник-нення шших попyляцiй видiв [3, 10, 20, 21]. Таю динамiчнi процеси зумовле-нi як зовшшшми клiматичними, так i внyтрiшнiми (едафiчними, фггоцено-тичними) впливами. Умови заповщного режиму загалом позитивно вплинули на вщновлення значноï частки рослинних угруповань у Карпатах. Однак проведен дослiдження показали, що останнiм часом зросла частка заносних, не характерних для прських болотних угруповань, видiв. Характерною тенден-цieю е поступове заселення болотних угруповань рiзнотравними лучно-люо-вими видами iз сyсiднiх ценозiв. Проведенi впродовж останнього десягалптя спостереження в популящях Valeriana simplicifolia виявили характерну тен-денцiю поступового заростання ïх болотних угруповань не властивими для них видами. Особливий вплив мае змша Грунтово-кшматичних умов й пос-лаблення водорегуляторних фyнкцiй у болотних угрупованнях.
Попyляцiï Valeriana simplicifolia локатзуються на осоково-сфагнових i трав'яно-мохових болотах люового та нижнього субальпшського поясiв. У флористичному складi болотних угруповань переважають представники ба-гатьох болотних видiв, зокрема з родини осокових (Carex flava L., C. rostrata Stokes, C. cinerea Poll., C. vesicaria L.), хвощiв (Equisetum palustre L., E. sylva-ticum L.), гiгрофiльного рiзнотрав'я (Caltha laetha Schott Nym. et Rotschy, Eri-ophorum vaginatum L., Allium sibiricum auct., Scirpus sylvaticus L., Myosotis stri-gulosa L., Dactylorhiza cordigera (Fries) Soo, Epilobium hirsutum L., Cardamine amara L. та ш.), а також сфагжга та листяш мохи. Вологi едафотопи з домь нуванням Valeriana simplicifolia утворюють характерш асоцiацiï Valeriano-simplicifoliae caricetum, Valerianetum herbosum [18, 19]. Важливою умовою iс-нування болотних угруповань е ïх залежнiсть вiд водного режиму та повноти проекцшного покриття характерних для нього видiв. Бyдь-якi змши умов, пов'язанi з пiдсиханням та ïх заростанням, порушують природне середовище й знижують життeздатнiсть попyляцiй виду. Тому особливою бюлопчною оз-накою болотних видiв е здатнiсть ïх особин до розмноження в умовах дос-татньоï вологостi, зокрема ïхньоï залежностi вiд впливу гiдрологiчних та еда-фiчних чинникiв.
Один з прикладiв заростання болотних угруповань з участю Valeriana simplicifolia на межi контакту болото - лю показано на рисунку.
Рис. Схематичный розподт eudie (за домтуючою участю) в процеа заростання вuсокогiрного болотного угруповання Valeriano-simplicifoliae caricetum на межi
контакту болото-лс
Розподш видiв, за участю яких вщбуваеться заростання в болотному угрупованш Valeriano-simplicifoliae caricetum, характеризуемся за схематич-ним розмщенням концентричних смуг вщ перифершно! частини болгт до центрально! в напрямку поступово! його мезофггазацп та задернiння. Ан^з видового складу перифершно! частини боли показав збшьшення участi ба-гатьох злаюв (Deschampsia cespitosa (L.) Beauv., Calamagrostis villosa (Chaix) J.F. Gmel., Festuca rubra L., Agrostis tenuis Sibth, Anthoxanthum alpinum A. et D. Löve, Molinia caerulea (L.) Moench, а також значно! частки лучно-люових видiв (Senecio nemorensis L., Rumex alpinum L., Chamanerion angustifolium (L.) Holub, Chaerophyllum hirsutum L., Angelica sylvestris L., Anthriscus sylvestris (L.) Hoffm., Doronicum austriacum Jacq., Solidago alpestris Reichenb., Filipendula denudate J. et C. Presl) Fritsch, Adenostyles alliariae (Gouan) A. Kerner, He-racleum carpaticum Porc., Luzula sylvatica, Anthyrium filix-femina (L.) Roth, Aconitum moldavicum Hacq., Symphytum cordatum Waldst. et Kit. ex Willd., Geranium alpestre Schur тощо). Присутнiсть злаюв й представниюв мезофiльних ви-дiв свiдчить про зменшення торфового шару та тдсихання болота. Поява ос-
2. Екологiя довкiлля
75
таншх е одним i3 початкових eTaniB трасформацп болотних угруповань. За-носш види займають крaйнi пeрифeрiйнi дiлянки болотних угруповань, ак-тивне поширення яких пщсилюеться процесами постiйного намивання Грун-тiв з нaвколишнiх схилiв, що створюе сприятливi умови для проростання ïх нaсiння та приживання проростюв. Бiльш конкурeнтноспроможнi зaностнi види вирiзняються високою продуктивнютю нaсiння та значно потужшшою кореневою системою. Про змшу eкологiчних умов зaсвiдчуе також заростан-ня оселищ популяцiй Valeriana simplicifolia багатьма чагарниковими й дерев-ними видами, зокрема Salix selesiaca Willd., Duschekia viridis (Chaix) Opiz, Pi-nus mugo Turra, Picea abies (L.) Karst. та ш. Одночасно, значних змш зазнае трав'яний покрив високопр'я внаслщок активного захоплення пщростом сме-реки вeрхнiх рослинних пояив, зокрема субaльпiйського.
Посилення цeнотичноï ролi iнвaзiйних видiв знижуе здaтнiсть особин Valeriana simplicifolia, а також шших болотних видiв розвиватися в умовах конкуренцп, внaслiдок чого змiнюеться просторова структура популяцш та посилюеться тенденщя до ïх фрaгмeнтaцiï. Провeдeнi дослщження показали, що заростання прських болотних угруповань супроводжуеться поступовим ïх насиченням лучно-люовими видами, внaслiдок чого формуються вториннi лучно-болотнi й трaв'яно-чaгaрниковi угруповання. Змiнa eкологiчних умов та подальша перебудова взaемостосункiв мiж видами знаходить свое вщобра-ження в змшах пaрaмeтрiв i ознак популяцiй Valeriana simplicifolia: щшьнос-тi, просторовiй структур^ хaрaктeрi онтогенезу, темпах розмноження, на-сiнневiй продуктивностi тощо. Важливим параметром, який вщображае змiни в структурно-функщональнш оргaнiзaцiï популяцiй виду е показник ефектив-ностi поновлення репродуктивних (вегетативних i генеративних) структур. За умов заростання оселищ виду, розвиток пагонових й кореневищних структур пригшчуеться значно потужшшою кореневою системою швазшних видiв. Основною причиною е попршення умов iснувaння особин унaслiдок негативного впливу задерншня, зaтiнeння, конкурентних вiдносин та обмеженого для них життевого простору. За таких умов знижуються показники рiчних приростiв особин (довжина й товщина), зменшуеться кшьюсть бруньок поновлення пагонових структур, штенсившсть й циклiчнiсть ïх розвитку тощо. Бaгaторiчнi спостереження за змшами онтогенетичних показниюв у популящях Valeriana simplicifolia показали знaчнi розбiжностi в розвитку репродуктивних структур особин виду. За класифжащею бюморф (24), особини Valeriana simplicifolia належать до явнополщентричного типу з кшькома центрами розростання пагошв. У процeсi репродуктивного розвитку особини утво-рюють систему монокaрпiчних пагошв, яю пeрiодично наростають i форму -ють новi структури. Однак такий життевий цикл реатзуеться лише в опти-мальних для росту умовах. За несприятливих умов формуються пагони з не-повним циклом розвитку, яю тривалий час знаходяться у вегетативному ста-нi, а потiм вщмирають, так i не досягнувши генеративного стану й фази цвь тшня. Окрiм цього, враховуючи рiзностaтeвiсть особин у популящях Valeriana simplicifolia, ïх монокаршчш пагони формуються з рiзною iнтeнсивнiстю, оскiльки мають рiзний репродуктивний потeнцiaл i тривaлiсть розвитку [12,
13]. Унаслщок змш еколого-ценотичних умов в болотних угрупованнях (ксе-рофггазацп, задернiння й конкурентно! напруги з боку шших видiв) зростае кiлькiсть вегетативних структур з пониженою здатнiстю до розростання й по-новлення. Збiльшуеться кшьюсть особин низько! життевостi з незначними приростами на рiчних пагонах i послабленим розвитком коренево! системи. Унаслщок обмежено! участi генеративних особин насшневе поновлення е епiзодичним, а проростання насшин у ксерофiтних умовах не ефективним, оскшьки останнi швидко втрачають свою життездатнiсть.
Таким чином, вплив рiзних чинникiв середовища (клiматичнi, едафiч-нi, фiтоценотичнi) вносять вiдповiднi змши в структурно-функцiональну ор-ганiзацiю популяцш Valeriana simplicifolia та !х здатнють до виживання й са-мовщновлення. 3i змiною умов середовища оселища популяцiй можуть втра-тити сво! територiальнi позицп через поступове !х витiснення iншими, бiльш конкурентоспроможними видами. Основною причиною можливо! втрати життездатносп Valeriana simplicifolia та iнших болотних видiв е недостат-нiсть зволоження !х оселищ, нездатнiсть витримувати проникнення й конку-ренцiю "чужих" видiв рослин i поступову замiну одного фиоценозу iншим. Змiни, якi вщбуваються в популяцiях болотних угруповань, пов'язаш з проце-сами незавершено! сукцесп. Однак, це спрямований i передбачуваний процес. Якщо репродуктивна здатнiсть виду в еколопчно нових умовах е недос-татньою i не вщповщае темпам змiн середовища, тодi виникае загроза його вiдмирання. Тому, в умовах порушень рiвноваги мiж абютичним середови-щем i фiтоценозом важливим е здатнють популяцш болотних видiв до пере-будови !х структурно-функцюнально! оргашзацп стосовно до нових еколопч-них умов. Тому для обгрунтування заходiв щодо контролю за станом популяцш Valeriana simplicifolia та динамiчними тенденщями в !х угрупованнях не-обхiдною е органiзацiя регюнальних монiторингових дослiджень. Одночасно, враховуючи важливу еколопчну функцiю болотних ценозiв у шдтриманш стабiльностi локального гiдрологiчного й кшматичного режимiв, необхiдною е охорона не лише окремих популяцш Valeriana simplicifolia, а й !х угрупо-вань загалом.
Л1тература
1. Андр1енко Т.Л. Шляхи розвитку боли- Укра!нських Карпат / Т.Л. Андр1енко // Ук-ра!нський боташчний журнал : науковий журнал НАН Укра!ни, 1нститут боташки ¡м. М.Г. Холодного НАН Укра!ни. - 1971, 28. - № 3. - С. 362-366.
2. Балашов Л.С. Изменение растительности и флоры болот УССР под влиянием мелиорации / Л.С. Балашов, Т.Л. Андриенко, А.И. Кузьмичов, И.М. Григора. - К. : Изд-во "Наук. думка", 1982. - 292 с.
3. Бигон М. Экология. Особи, популяции и сообщества / М. Бигон, Дж. Харпер, К. Таун-сенд. - М. : Изд-во "Мир", 1989, 2. - 477 с.
4. Брадю С.М. Болота прсько! частини Закарпатсько! обласп / С.М. Брадю // Боташчний журнал АН УРСР, 1951, 8. - № 1. - С. 33-46.
5. Брадю Э.М. Високопрна рослиннють / Э.М. Брадю, О.О. Зап'ятова // Рослиннють Закарпатсько! обласп УРСР. - К. : Изд-во АН УРСР, 1954. - С. 137-210.
6. Брадю е.М. Рослиннють УРСР. Походження та шляхи розвитку боли УРСР / С.М. Брадю, Г.Ф. Бачурша. - К. : Вид-во "Наук. думка", 1969. - С. 209-215.
7. Грейг-Смит Р. Количественная экология растений / Р. Грейг-Смит. - М. : Изд-во "Мир", 1967.
8. Григора И.М. Динамика растительности лесных болот Украинского Полесья в связи с мелиорацией / И.М. Григора // Генезис и динамика болот. - М. : Изд-во Моск. ун-та, 1978, 2. -С. 95-110.
9. Григора 1.М. Рослиншсть Украши (еколого-ценотичний, флористичний та географiч-ний нарис) / 1.М. Григора, В.А. Соломаха. - К. : Вид-во "Фгтосоцюцентр", 2005. - 452 с.
10. Дигрессия биоценотического покрова на контакте лесного и субальпийского поясов в Черногоре / под ред. К.А. Малиновского,. - К. : Изд-во "Наук. думка", 1984. - 208 с.
11. Динамика ценопопуляций травянистых растений // Сборник научных трудов / К.А. Малиновский (ответ. ред.) и др. - К. : Изд-во "Наук. думка", 1987. - 128 с.
12. Дмитрах Р.1. Структурно-функцюнальш особливост та статева диференщащя популяцш рiзностатевих видiв рослин Карпат / Р.1. Дмитрах // Науковий вюник Ужгородського на-цюнального ушверситету. - Сер.: Бюлопчна, 2003. - N° 2. - С. 19-22.
13. Дмитрах Р.1. Еколого-популяцшна рiзноманiтнiсть Valeriana simplicifolia (Reschenb.) Kabath в Карпатах // Вюник Львiвського ушверситету. - Сер.: Бюлопчна. - Львiв : Вид-во ЛНУ iм. 1вана Франка. - 2002. - Вип. 31. - С. 95-99.
14. Изучение структуры и взаимоотношения ценопопуляций / под ред. Т.И. Серебряковой и др. - М. : Изд-во "Наука", 1986. - 74 с.
15. Клейн Р.М. Методы исследований растений / Р.М. Клейн, Д.Г. Клейн. - М. : Изд-во "Колос", 1974. - С. 190-192.
16. Козий Г.И. История флоры и растительности Украинских Карпат / Г.И. Козий // Флора и фауна Карпат. - М. : Изд-во АН СССР, 1963. - С. 3-15.
17. Корчагин А. А. Внутривидовой (популяционный) состав растительных сообществ и методы его изучения / А.А. Корчагин // Полевая геоботаника. - М.-Л. : Изд-во "Наука", 1964, 3. - С. 63-131.
18. Малиновський К.А. Рослиншсть високопр'я Украшських Карпат / К.А. Мали-новський. - К. : Вид-во "Наук. думка", 1980. 227.
19. Малиновський К.А. Рослинш угруповання високопр'я Украшських Карпат / К.А. Малиновський, И.И. Крiчфалушiй. - Ужгород, 2002. - 244 с.
20. Миркин Б.М. Фгтоценолопя. Принципы и методы / Б.М. Миркин, Г.С. Розенберг. -М. : Изд-во "Наука", 1978. - 210 с.
21. Одум Ю. Экология / Ю. Одум. - М. : Изд-во "Мир", 1986, 2. - 376 с.
22. Работнов Т.А. Экспериментальная фитоценология / Т.А. Работнов. - М. : Изд-во МГУ, 1987. - 160 с.
23. Работнов Т.А. Фитоценология / Т.А. Работнов. - М. : Изд-во МГУ, 1983. - 296 с.
24. Смирнова О.В. Ценопопуляции растений (основные понятия и структура) / О.В. Смирнова, Л.Б. Заугольнова, И.М. Ермакова и др. - М. : Изд-во "Наука", 1976. - 217 с.
25. Шеляг_Сосонко Ю.Р. Рослиншсть болгг Верхньо-Днютровських Бескид / Ю.Р. Ше-ляг_Сосонко // Украшський боташчний журнал : науковий журнал НАН Украши, 1нститут боташки iм. М.Г. Холодного НАН Украши, 1965, 22, 6. - С. 101-105.
26. Harper J.L. Population biology of plants / J.L. Harper. - New York-London: Academic Press, 1977. - 892 p.
Дмитрах Р.И. Современное состояние и основные тенденции изменения структурно-функциональной организации популяций Valeriana simplicifolia (Reich.) Kabath в болотных сообществах Украинских Карпат
Приведены результаты исследования структурно-функциональной организации популяций Valeriana simplicifolia в трасформированных условиях их болотных сообществ. Установлено, что в результате нарушения естественной среды популяций вида изменяются: пространственная структура, видовой состав фитоценоза, репродуктивная способность особей, а также показатели их онтогенетического развития.
Ключевые слова: популяции Valeriana simplicifolia, эколого-ценотические условия, видовой состав сообществ, структурно-функциональные показатели.
Dmytrakh R.I. Current state and basic patterns of changes in structure-functional organization of populations Valeriana simplicifolia (Reich.) Ka-bath in wetland communities of the Ukranian Carpathians
Current state and patterns of changes in structure-functional organization of populations Valeriana simplicifolia in wetland communities of the Ukranian Carpathians and characteristic changes in transformed environment. It was established, that disturbances of the population species habitat conditions cause changes their spatial structure, species part of commubities, reproductive ability, pattern of their ontogeny.
Keywords: populations Valeriana simplicifolia, ecological-cenotic conditions, species part of commubities, structure-functional parameters.
УДК 582.288.4 Здобувач У.Р. Гурла; доц. В.П. Олферчук, канд. бюл. наук -
НЛТУ Украти, м. Львiв
СТРУКТУРА М1КРОМ1ЦЕТ1В ГРУНТ1В ПОДОРОЖНЕНСЬКОГО РУДНИКА
Подано аналiз проектно! пропозицп щодо лжвщаци кар'eрiв, яга утворилися внаслщок довготривалого видобування шрки на територп Подорожненського рудника. Проведено початковий етап бюмошторингу Грунту. Розглянуто шпбуючу дто шдвищеного вмюту сульфтв на мжобюту вивчених екотошв.
Ключовг слова: мжрофлора Грунту, Подорожненський рудник, бюлопчний мо-шторинг.
Актуальшсть. В останш роки велика частина земель деградуе та спустошуеться внаслщок господарсько! д1яльносп людини. Особливо зруйноваш територп тсля видобування корисних копалин. 1снування у Жи-дач1вському райош Льв1всько! обласп Подорожненського шрчаного рудника е актуально! проблемою в райош.
21 червня 1995 р. було прийнято Постанову №442 Кабшету Мшютр1в Укра!ни, якою передбачаеться поступовий вивщ з експлуатацп шрчаного кар'еру в с. Подорожному ! у 1997 р. видобуток шрчано! руди було зупинено. За юлька десятил1ть видобування руди утворилась яма глибиною до 100 м та об'емом 135 млн м3. З 2000 р. проходить затоплення кар'еру атмосферними ! тдземними водами.
Як передбачаеться розробленими проектами, единим реально можли-вим способом лжвщацп цих кар'ер1в е затоплення !х водою. Розробляеться комплексний проект рекультивацп кар'еру, з якого плануеться створити мис-ливсько-рибальський комплекс.
Розкривш породи Подорожненського кар'еру в початковий перюд вщ-робки складались у зовшшш вщвали, яю розмщеш навколо кар'еру на площ1 600,7 га. У цих вщвалах закладено 138,3 млн м3 Грунту.
На порушених прничими роботами землях виникли численш бюло-пчш шш1, яю заповнюються природною флорою та фауною, утворилась велика кшьюсть озер. На територп акумулюючого басейну гшздяться дик качки та лебедь На не рекультивованих вщвалах спостер1гаеться зростання чи-сельносп зайщв, лис, диких кабашв. Пюля затоплення кар'еру ! створення озера по територп буде протжати р. Крех1вка. Частина територп з низькими вщзначками перетвориться в болото, придатне до гшздування диких птах1в.
Ставиться ще одна мета - створення водоймища питно! води. Автори проекту пропонують заповнити кар'ер р1чковою водою, яка завдяки природ-
