CC BY
16
УДК 632.651 Ст. наук. ствроб. М.П. Козловський, канд. бюл. наук -
1нститут екологИ Карпат НАН УкраХни
ВПЛИВ РЕКРЕАЦП НА ФОРМУВАННЯ ТА ПРОЦЕСИ РОЗКЛАДУ П1ДСТИЛКИ В ЯЛИЦЕВИХ Д1БРОВАХ
Проаналiзовано матерiали стосовно змш кшьюсних характеристик пiдстилки i часу переносу енергй в ялицевих дiбровах рiзних стадiй рекреацiйного навантажен-ня. Показано змши структурно-функцюнально'1 оргашзацп угруповань грунтових нематод i ефективнiсть використання ними енергй' пiдстилки в умовах рекреацп.
Ключов1 слова: ялицевi дiброви, рекреацiя, пiдстилка, використання енергп.
Senior research worker M.P. Kozlovsky - Institute of Ecology
of the Carpathians, NAS of Ukraine
An impact of the recreation onto forming and destruction processes
in the soil layer of fir-oak forests
The materials concerning to quantitative characteristics of soil layer with the ratio of energy transition are analysed off for fir-oak forests with diverse stages of recreation pressing. The changes of structure-functional organization of the soil nematode communities and effectivity of using them energy of the layer in conditions of recreation are shown.
Keywords: fir-oak forest, recreation, soil layer, energy consumption.
Завдяки процесу розкладу вiдмерлоi органiчноi речовини в грунт по-повнюються запаси мшеральних речовин, утворюеться грунтовий гумус, формуються х1м1чш властивост грунив, нагромаджуеться низка х1м1чних елеменпв у верхшх горизонтах грунту, визначаеться структурно-функць ональна оргашзащя грунтових тварин i мжрооргашзм1в. Пщ впливом рекре-ацшного навантаження у люових екосистемах вщбуваються значш змши, що проявляеться, насамперед, у мехашчному вплив1 на л1сов1 бюгеоценози. Ви-топтування призводить до ушдльнення, перетирання i руйнування шдстилки, ушдльнення грунту, змши його пористост^ водопроникност1, газового режиму [2]. У свош сукупност рекреацшне навантаження призводить до змш функцюнування бюгеоценоз1в, зокрема, природноi структури й функцюну-вання деструкцшних комплекЫв. З екосистемолопчно1' точки зору, основним завданням при вивченш впливу рекреацшного навантаження на л1сов1 еко-системи е визначення меж, при яких вони збершають стшюсть. Одним 1з таких показниюв може бути стан угруповань грунтових нематод, формування яких значною м1рою залежить вщ ефективност використання енергй шд-стилки.
Дослщження запас1в шдстилки, поступлення опаду й вщпаду проводили за загальноприйнятими методиками [6], встановлення стадш рекреацшного навантаження за С.П. Горшковим [3]. Визначення калоршносл ор-гашки, зокрема шдстилки, проводили на мжробомбовому калориметр1 МВК-2. Встановлення характеристик грунтових безхребетних тварин проводили з врахуваннях особливостей дослщження окремих таксоном1чних груп [8]. По-дш на троф1чш групи здшснювали за G.W. Yeates et al. [9]. Розрахунки величин потоюв енергй через троф1чш групи грунтово!" фауни проводили за методиками В.М. Большакова та ш. [1].
42
Збiрник науково-технiчних праць
Науковий вкник, 2007, вип. 17.1
Дослщш дiлянки було закладено в ялицевш дiбровi бiднопокривнiй (Abieto-Quercetum pauper) в околицях м. Трускавець. Деревостан сформова-ний ялицею та дубом, висота яких 23-25 м, 3iMKHyTiCTb крон - 0,5. Досить гус-тий другий ярус (до 0,6 зiмкнутостi) деревостану формуе граб висотою до 12 м. У шдшску ^мкнутють 0,2) переважають бузина та черемха. Чагарнико-вий ярус доповнюють ожина та малина, проективне покриття яких становить до 1 %. Природне поновлення високозiмкнуте - до 0,7, рiзновiкове. Його фор-мують ялиця та граб, трапляються черешня, бук, ялиця (висотою до 3,5 м). У складi травостою 36 видiв трав, проекцшне покриття яких становить - до 1 %.
Дшянка ЯлД 5-1 - майже непорушена, характеризуемся природною структурою деревостану, наявшстю пiдросту i структурованою пiдстилкою. Рекреацшно навантажена дiлянка ЯлД 5-3 (III стадiя) мае також природну структуру деревостану, проте знищений пiдлiсок, ущшьнену, перемiшану й механiчно подрiбнену шдстилку, ущiльнений грунт.
Для визначення маси опаду i пiдстилки на дослщжуваних дiлянках во-сени пiсля повного опадання листя було вщбрано по 15 зразюв (окремо опад
1 пiдстилка) за допомогою рамки 40*20 см. Шсля цього в лабораторних умо-вах визначено 1'х масу в абсолютно сухому сташ (а. с. с.) та обраховано опа-до-шдстилковий коефiцiент (ОПК). Одночасно було вобрано зразки для визначення калоршносл опаду i пiдстилки. Калоршшсть опаду та пiдстилки виз-начали з п'яти зразкiв, вiдiбраних на кожнш з дiлянок (окремо опад i шдстил-ка). На кожнш з дшянок було дослiджено угруповання нематод грунту.
Кшьюсть опаду на обох дшянках приблизно однаковi (3, 87-4,09 т/га), маса ж шдстилки на дшянщ III стадп рекреацшно! дигреси була майже у
2 рази менша (8,1 проти 16, 0 т/га). На рекреацшно навантаженш дшянщ майже у 2 рази менший опадо-шдстилковий коефiцiент (2,1 проти 3,9).
Порiвняння енергетичних показникiв показало, що середнi показники калорiйностi опаду на обох дшянках приблизно однаковi (табл. 1). Дещо ви-ща калорiйнiсть опаду у перерахунку на знезолену речовину (оргашку) на не-порушенiй дiлянцi може бути зумовлена меншою кiлькiстю в опадi дрiбних гiлочок, якi серед iнших фракцш пiдстилки мають найвищу калорiйнiсть.
Енергетичш характеристики пiдстилки на дослiдних дшянках ютотно рiзняться мiж собою. Калоршшсть шдстилки на рекреацшно навантаженш дшянщ становить всього 54,1 % вщ контролю. Це зумовлено, насамперед, значною 11 зольшстю (47,5 % проти 17,5 %). Перерахунки калоршноси на обеззолену речовину показують, що вона у шдстилщ вища, тобто у процес розкладу мертво!' органiки, що само собою е вившьненням енерги, вщбу-ваеться 1'i акумуляцiя на одиницю маси оргашки.
Табл. 1. Калоршшсть опаду та шдстилки ялицевих di6poe рiзного ступеня рекреацшного навантаження (кДж-г'1) й величина гх зольностi (%)
Пробна площа Опад Шдстилка
Q зразка Q оргатки Зольтсть Q зразка Q оргатки Зольтсть
ЯлД 5-1 20,68 21,75 7,0 19,16 22,74 17,5
ЯлД 5-3 19,97 21,49 7,2 10,36 21,71 47,5
Перерахунки запасу енерги, зосереджено! в мертвiй органiцi (пiдстилцi, опадi) на одиницю плошд дослiджуваних дiлянок показали, що й запаси на не-порушенiй дiлянцi були у 2,4 раза бшьш, нiж у рекреацiйно навантаженiй. Величина поступлення вщмерло! органiки в екосистему на обох дшянках ютотно не вiдрiзнялися i становили 77,3-84,6 ГДж/га. Тод як, величина енерги аку-мульовано! у пiдстилцi рекреацшно навантажено! дiброви була менша у 3,7 раза (306,5 83,8 ГДж/га вщповщно). Тобто, у шдстилщ рекреацшно навантажено! дiброви, порiвняно з контролем, залишаеться тiльки близько 27 % енерги аку-мульовано! в мертвш органiцi, яка може бути використана деструкцшним блоком, а бшьш нiж 70 % не можуть бути використаш живими оргашзмами, тобто не можуть акумулюватися в живш речовинi грунтових безхребетних тварин, а розсшеться внаслiдок витоптування. На ефектившсть використання енерги пiдстилки на рекреацшно навантаженш дiлянцi вказуе i показник переносу енерги, який тут у три рази менший порiвняно з контролем (1,1 проти 3,6).
Ще одним показником ступеня деградаци пiдстилки може бути й золь-нiсть. Як вiдомо, в непорушних умовах зольнiсть опаду становить 5,27 %, шд-стилки: Ь горизонту - 9,79 %, Б горизонту - 21,14 % [7]. Нашi дат показу-ють, що зольшсть опаду в ялицевих дiбровах становить 7,0-7,2, тодi як зольшсть пiдстилки рекреацiйно навантажених дiлянок е майже в три рази вища -47,5 % проти 17,5 %.
Показник акумульовано! енерги у шдстилщ, час й переносу i вщповщ-но можливiсть й використання, поруч з такими показниками змш шдстилок пiд впливом рекреаци як запас, товщина, об'емна вага е найбшьш показовим з точки зору функщонального значення для екосистем i може бути використа-ний для характеристики деструкци мертво! речовини в екосистемах та ефек-тивностi й використання живими органiзмами.
Детально було дослщжено угруповання грунтових нематод, змши функщонально! оргашзаци яких аналогiчнi змшам усього угруповання безхребетних тварин грунту [4]. Порiвняно з контрольною дшянкою, споживан-ня енерги нематодним угрупованням на рекреацшно навантаженш дшянщ зменшуеться вiд 10,9 до 4,3 кДж на кв. м за добу. Проте основними змшами у нематодному угрупованш е перерозподш споживання енерги мiж трофiчни-ми групами нематод (рис.).
Рис. Споживання енерги трофiчними групами нематод:
ЯлД 5-1 - непорушена; ЯлД 5-3 - рекреацшно навантажена дыянка; п = 5
44
Збiрник науково-техшчних праць
Науковий iticiiiiK, 2007, вип. 17.1
На рекреацшно навантаженш дшянщ споживання енерги бактерю'д-ними i грибо'дними нематодами зменшуеться майже у 2 i 6 разiв вiдповiдно, а хижими i все'дними нематодами - у 32-40 разiв. Натомiсть, споживання енерги рослино'дними видами збiльшилося у 8 разiв i становило близько 28 % енерги, спожито!' всiм нематодним угрупованням, тодi як на непоруше-нiй дiлянцi ця частка була меншою за 1,5 %.
На рекреацшно навантаженш дшянщ 3 стади дегреси (ЯлД 5-3), по-рiвняно з мало навантаженою дiлянкою 1 стади дегреси (ЯлД 5-1), енергетич-ний запас шдстилки зменшуеться у 3,6 раза, а споживання енерги троф!чни-ми групами нематод, як беруть участь в ii розклад^ також зменшуеться у 2,3 раза. Зменшення споживання енерги бактерю'дними та грибо'дними видами вказуе на зменшення участ мiкроорганiзмiв i мжрофауни у процесах деструкци мертво!' оргашки. Такi змiни структурно!' оргашзаци угруповань нематод спричиняють змши функцiонального значення цих тварин в екосис-темi та !'хнього впливу на окремi елементи екосистеми. Це призводить до того, що частка одних груп органiзмiв у використанш енерги зменшуеться (сап-робiонти i хижаки), а шших - збiльшуеться (ф^офаги).
У рекреацiйно не навантажених бюгеоценозах ялицевих дiбров понад 90 % енерги вщ загально спожито!' нематодним угрупованням, припадае на сапробюнтш види, тодi як на рослино'дш форми не бшьше 5 %. Пщ впливом надмiрного рекреацiйного навантаження потоки енерги через трофiчнi групи нематод принципово змшюються. Первиннi нематоднi комплекси грунтових нематод на дiлянках III стади рекреацшного навантаження перетворюються у "потенцшно патогеннi комплекси" [5]. У десятки разiв збiльшуеться викорис-тання енерги фiтофагами, що вказуе на посилення 'хнього впливу на кореневу систему деревних рослин, i у десятки разiв зменшуеться частка енерги, яка ви-користовуеться сапробiонтними групами та хижаками. Загалом такi структурш i функцiональнi змiни угруповань грунтових нематодних у рекреацшно навантажених екосистемах вказують на порушення балансу мiж окремими елемен-тами екосистеми, що призводять до неефективного використання енерги мертво!' органiки та збшьшення використання енерги вiд живих рослин.
Лiтература
1. Большаков В.Н., Корытин Н.С., Кряжимский Ф.В., Шишмарев В.М. Новый подход к оценке стоимости биотических компонентов экосистем// Экология. - 1998, № 5. - С. 339-348.
2. Бондаренко В.Д., Фурдичка ОХ Лiс i рекреаця в ^lioi: Навч. пос. - Льв1в: Свгг, 1994. - 232 с.
3. Горшков С.П. Экзодинамические процессы освоенных территорий. - М.: Недра, 1982. - 286 с.
4. Козловський М.П. Оцшка функцюнально! оргашзаци грунтових безхребетних на основ! ф1тонематодних угруповань// Наук. вюник ЛНУ 1м. Iв. Франка: Сер1я б1олог1чна. - Льв1в: ЛНУ 1м. Iв. Франка. - 2002, вип. 31. - С. 146-154.
5. Козловський М.П. Класиф1кац1я ф1тонематодних комплекав первинних i вторинних наземних екосистем Украшських Карпат й перспективи й практичного використання// Наук. в1с-ник ЛНУ 1м. Iв. Франка: Сер1я б1олог1чна. - Льв1в: ЛНУ 1м. Iв. Франка. - 2006, вип. 41. - С. 54-62.
6. Программа и методика биогеоценологических исследований/ Под ред. Н.В. Дылиса. -М.: Наука, 1974. - 401 с.
7. Ремезов Н., Погребняк П.С. Лесное почвоведение. - М.: Лесн. пром-сть, 1965. - 234 с.
8. Dunger W. & H.J. Fiedler. Mephoden der Bodenbiologie. Stuttgard, New York (Gustav Fischer Verlag), 1989. - 432 s.
9. Yeates G.W., Bongers T., de Goede R.G.M. et al. Feeding habits in soil nematode families and genera - an outline for soil ecologists// Journal of nematology. - 1993. - Vol. 25, № 3. - P. 315-331.
