3.2 Індикація грунтів

Існує багато рослин, за показниками яких можна безпомилково визначити водний, механічний, хімічний, сольовий та інші показники ґрунтів. Наприклад, класифікація певних труп рослин-індикаторів стосовно ґрунтового зволоження така:

• фреатофіти — рослини, пов'язані з водоносними горизонтами, у яких добре розвинена коренева система (досягає глибини до 5...ЗО м). Наприклад, середньоазійські види тамарикси мають кореневу систему, що проникає на глибину до 7 м, а чорний саксаул - 25 м;

• омброфіти — рослини, що існують за рахунок атмосферних опадів. Вони мають дуже розгалужену систему поверхневих коренів, здатних швидко всмоктувати вологу піл час опадів;

• трихогідрофіти — життя цих рослин забезпечує капілярна волога ґрунтових вод. Вони часто поєднують риси фреатофітів та омброфітів і мають кореневі системи універсального типу.

За відношенням до механічного складу грунтів і материнських порід рослини поділяють на:

• псамофіти — ростуть на пісках (миколайчики приморські, чина приморська);

• пелітофіти — ростуть на глинистих грунтах (полини, каперси колючі);

• алевритофіти — поширені на суглинистих або супісчаних грунтах (чебрець, осока піщана);

• хасмофіти — на кам'янистих грунтах (тамарикс, лаванда);

• петрофіти, або літофіти — зустрічаються на скелях (едельвейс). За відношенням до засолення грунту досить умовно виділяють дві великі групи рослин-індикаторів;

• галофіти — мешканці засолених грунтів (за перевагою аніонів розрізняють галофіти хлоридного типу, або власне галофіти, та сульфатно-кальцієвого типу, або гіпсофіти);

• глікофіти - рослини, що мешкають на грунтах, які не містять зайвої кількості солей.

За пристосуванням до надлишкового вмісту солей рослини поділяють на:

• еугалофіти, або власне галофіти, які у великих кількостях накопичуюсь солі в тканинах рослини і мають соковиті та м'ясисті стебла;

• криногалофіти — рослини, які здатні виділяти надлишок солей у вигляді краплин розсолу крізь особливі залози (іноді їх називають фільтруючими галофітами) і мають характерний сольовий наліт;

• глікогалофіти - рослини, що мають кореневий бар'єр, тобто систему анатомічних і фізіологічних пристосувань, які захищають рослину від зайвого надходження солей до їх тканин. За відношенням до умов .зволоженій: ГРУНТІВ у фітоіндикації виділяють рослини;

• ксерофіти - - вили, посушливих місцезростань, для них характерні вузьколистість, опушення листків, жорсткі стебла та видозміни листків (колючки);

• мезофіти - рослини помірно зволожених районів;

• гігрофіти — рослини-Індикатори надлишкового зволоження;

• гідрофіти — рослини мілководь і прибережних смуг водойм, що мають темно-зелене листя та товсті соковиті стебла.

За однією з основних характеристик грунтів — їх кислотністю — рослини поділяють на дві великі групи:

• ацибофіли — рослини кислих грунтів (вереск, пушиця. білоус тощо);

Висновок

Тісний взаємозв'язок рослин з умовами існування дає змогу не тільки оцінювати потреби рослин за ознаками навколишнього середовища, а й навпаки, за характером рослинності зробити висновки про властивості довкілля. Відомо, що кожен вид рослин зростає у певних екологічних умовах. Природно виникає запитання: наскільки рослини відображають своїми показниками характер екологічних умов, як та за якими ознаками можна оцінити ці умови Так виникла ідея про використання рослинності як індикатора умов її існування — фітоіндикація. Індикаційне значення рослинного покриву має важливе значення, бо серед усіх елементів природи він досить доступний для спостережень, чутливіший та пластичніший.

Фітоіндикація — це вчення про рослинні індикатори.

Тобто якщо екологічні метоли надають можливість встановити взаємозв'язки рослин чи їхніх угруповань за умовами середовища, то фітоіндикація висвітлює зворотний бік нього явища: дає змогу оцінити екологічні режими на. основі певних ознак видів чи їхніх угруповань.

Фітоіндикаційні дослідження мають давню історію і сягають у глиб віків, коли пошук чи вирощування якоїсь рослини людина пов'язувала з певними екологічними умовами. Тому можна вважати, що індикація на рівні масової свідомості (народних прикмет) існує відтоді, як існує людство.

Вже на початку XX ст. американський вчений Г.Каулс на основі дослідження закономірностей зміни рослинного покриву, температури і вологості повітря зробив висновок про два екологічні рівні взаємозв'язків: регіональний та локальний.

Значне місце у формуванні методології фітоіндикації на сучасному етапі належить системному підходу. Розробка нових методик тісно пов'язана з впровадженням персональної комп'ютерної техніки, без якої неможливо досягти сучасного наукового рівня.

Спостерігається подальша диференціація напрямів фітоіндикації залежно від специфіки індикаторів і умов або факторів, які індикуються (індикатів). Зокрема, для оцінки умов середовища нині використовуються дані біохімічних аналізів, ботанічні, гідробіологічні, мікробіологічні та інші параметри. Для їх одержання необхідно володіти фізичними, хімічними, геологічними, географічними методами, вміти дешифрувати матеріали дистанційних зйомок, мати навички з екологічного моделювання.

Складовою розділу біоіндикації, її прикладним напрямом, який розробляється для оцінки факторів середовища за біологічною складовою, насамперед рослинністю, є фітоіндикація — визначення умов середовища за характером і станом рослинності.

Методи фітоіндикації широко використовують в системі моніторингу. Вони суттєво відрізняються від інших дешевизною і можливістю одночасно охопити великі території, що підлягають індикації, а також відносною простотою інтерпретації одержаних результатів.

Фітоіндикацію проводять на різних рівнях організації рослин клітинному, анатомо-морфологічному рівні організму, популяційному, фітоценотичному та ландшафтному.

Зі збільшенням рівня організації фітоіндикаторів зростає складність їх реакцій, оскільки ланцюг причина—наслідок (індикатор — індикат) стає довшим, ускладнюється їх взаємозв'язок із факторами середовища в екосистемах. При цьому фітоіндикацію на нижчих рівнях використовують як окремо, так і з залученням до значно вищих рівнів, де вона виступає вже у новій якості.

Кожний вид рослин, крім історії розвитку, розповсюдження., структури популяції характеризується своєю специфікою, що визначає поведінку його в природі стосовно інших видів. Індивідуальність поведінки видів визначає той важливий момент, що сумісне їх зростання в ценозі приводить не тільки до конкуренції, а й до такого доповнення, котре сприяє оптимальнішому використанню екологічних ресурсів.

У зв'язку з цим перед фітоекологами, з одного боку, постала важлива наукова проблема оцінки потенційних кліматичних, едафічних ресурсів, а з іншого -- визначення ступеня відповідності реально існуючої екосистеми цим можливостям за допомогою фітоіндикації, тобто через аналіз поведінки видів рослин.

Тому основою фітоіндикації є оцінка екологічних факторів та екосистем за допомогою флористичних ознак, тобто ознак видів, угруповань, їх сукупності та взаємовідносин, Процес фітоіндикації складається з таких операцій:

• вибір індикату (фактора), що зумовлює мету індикації;

• вибір способу та масштабу вимірювань його величини або зміни;

• пошук індикатора на основі логічних доказів йот зв'язків з даним фактором;

• розробка шкали вимірювання індикаційних ознак;

• визначення ступеня кореляції між зміною фактора і індикатора, а також засобу його відображення.

Усю систему методів фітоіндикації поділяють на три типи: аутфітоіндикацію, синфітоіндикацію та симфітоценоіндикацію.

Аутфітоіндикація заснована на тому, що:

• кожен вид рослин має оптимальні умови та межі толерантності середовища існування, а також свою екологічну нішу в просторі певних градієнтів:

• існує імовірність відповідності певної екологічної ніші з конкретним комплексом екологічних факторів;

• присутність особин певного виду інформує про екологію їхнього місця існування.

На аутфітоіндикаційному рівні можна розраховувати інтервали або середні значення, встановлювати ареали, оцінювати поведінку та динаміку популяцій видів, проводити класифікацію вгтлів стосовно змін екологічних факторів.

Приклади розрахунків

1. Накопичування заліза та марганцю в листках деревних рослин у зоні дії емісій підприємства чорної металургії.

Рослинні організми, підпадаючи періодичним або епізодичним змінам оточуючого середовища, є інтегральними показниками його стану, відображаючи одночасно й екстремальні характеристики довкілля. Використання рослин як біоіндикаторів промислового забруднення природного середовища дозволяє не тільки оцінити екологічну дію окремих хімічних речовин, але й встановити сумісний вплив забруднюючих речовин з урахуванням впливу різних природних недостатньо. Необхідно розвивати і поглиблювати систему знань та методів оцінки і прогнозу стану середовища з використанням рослин. Перспективним є визначення рівня забруднення довкілля за таким показником як накопичення інгредієнтів промислових та автомобільних викидів у листках рослин, зокрема важких металів.

Вивчення рівня наконичення важких металів в органах рослин має значення і для вірної інтерпретації тих змін, які відбуваються у рослинному організмі за умов забруднення середовища.

Умови та методи досліджень

Об'єктами досліджень були деревні рослини: айлант найвищий, абрикос звичайний, береза повисла, бирючина звичайна, бузина чорна, клен гостролистий, гірко каштан звичайний, липа крупно листа, маслинка вузьколиста, горіх грецький, робінія лжеакація, бузок звичайний, тополя чорна, яблуня домашня, ясен звичайний.

Дослідні рослини зростали у сфері дії викидів підприємства чорної металургії безпосередньо (на території підприємства і на відстані 1,5 км від нього), контрольні - поза дії інгредієнтів промислових викидів підприємств. Проби листків відбирали з 3-4 модельних дерев з південно-східної частини крони. Визначення металів в рослинах і грунті проводили методом атомно-абсорбційної спектроскопії.

Результати досліджень

Встановлено. Що найбільш високим генотипично обумовленим вмістом заліза в листках деревних рослин контрольного варіанту характеризуються такі види, як клен гостролистий, в'яз гладкий, липа кругло листа, горобина звичайна (таблиця 1).

В листках рослин техногенних територій вміст заліза зростає, особливо в зоні сильного забруднення.

Таблиця 1 - Вміст заліза в листках деревних рослин, мг/кг абсолютно сухої

Вид	Контроль	Зона сильного забруднення	1	Зона середнього забруднення	1
Абрикос звичайний	78,3±3,6	367,6±3,9	61,72	112,7±3,1	8,50
Айлант найвищий	252,1±2,9	695,8±7,2	44,58	388,2±7,9	17,29
Береза повисла	316,4±4,0	920,3±3,8	79,8	500,4±6,2	24,86
Бирючина звичайна	295,9±1,6	728,8±9,9	43,10	406,6±7,1	15,21
В'яз гладкий	424,6±4,1	997,3±11,0	46,90	522,5±5,4	14,43
Бузина чорна	379,1±3,9	857,2±8,7	50,14	507,3±5,5	19,01
Верба біла	156,2±2Д	976,5±12,0	65,22	225,9±6,6	18,72
Клен гостролистий	414,1±10,0	1207,0± 10,00	53,16	633,5±2,1	33,35
Гіркокаштан звичайний	341,4±2,7	1211,2±5,5	141,96	457,2±3,9	24,41
Липа крупно листа	396,2±9,7	793,0±5,4	35,74	507,5±4,8	10,28
Маслинка вузьколиста	256,1±6,2	927,3±6,2	76,55	451,2±3,4	41,73
Робінія лжеакація	200,0±5,2	699,5±2,2	123,88	324,0±3,8	29,51
Бузок звичайний	203,3±4,2	676,9±5,1	56,28	470,1±6,8	17,74
Тополя чорна	307,2±5,1	1108,3±9,3	83,71	-	-
Яблуня домашня	312,0±4,2	988,7±5,1	103,93	596,6±6,8	48,12
Ясен звичайний	195,8±3,9	650,0±6,7	59,5	335,0±2,5	35,23

Для рекомендації асортименту деревних порід санітарно-гігієнічного призначення великий інтерес являє абсолютне накопичення металів в листках, так як саме воно визначає реальний внесок рослин у поглинання елементу із забрудненого середовища і відчуження по осінньому листопаді.

Високим вмістом заліза в листках за умов всіх підприємств характеризуються: клен гостролистий, в'яз гладкий, гіркокаштан звичайний, тополя чорна, яблуня домашня. Послідовність розташування цих видів за їх здатністю накопичувати метали за умов різного рівня забруднення може декілька змінитися.

Коефіцієнт відносного накопичення, який виражає відношення вмісту металу в листках рослин за умов промислових ділянок до його фонового рівня, дозволяє спів ставити збільшення кількості елементів у різних видів за дії техногенного забруднення. Саме тому дана величина є показовою як критерій оцінки придатності виду для пасивного моніторингу забруднення середовища важкими металами.

За відносним накопиченням заліза слід виділити такі види, як робінія звичайна, бузок звичайний, тополя чорна, ясен звичайний, яблуня домашня, верба біла, гіркокаштан звичайний (таблиця 2). В листках цих видів, які зростають в зоні сильного забруднення, коефіцієнт накопичення металу більше трьох, а для таких видів як абрикос звичайний та верба біла - вище чотирьох, для гіркокаштану звичайного ця величина дорівнює чотирьом.

маси

Характерно, що більшість видів, які відрізняються високою акумуляцією заліза за техногенних умов зростання, мають низьку толерантність до забруднення. Виключення складають абрикос звичайний і робінія звичайна.

Таким чином, за умов дії на рослин промислових емісій кількість заліза в листках суттєво зростає. Більш високий рівень забруднення середовища на ділянці 1, яка розташована безпосередньо на території підприємства з повним металургійним циклом, корелює із більш високим вмістом металу в листках.

На залізо багаті більшість грунтів, але переважно у формі високо розчинного . поглинання заліза рослинами залежить не стільки від його кількості у грунті, стільки від рухомості іонів. Найбільша доступність цього елементу на кислих, добре аеруємих грунтах. Прте, як покзали наші дослідження, суттєве збільшення валової форми заліза, за умов аерогенного забруднення довкілля, супроводжується зростанням рухомих форм и при значеннях рН вище 7. Це пов'язано з більшою розчинністю сполук металів техногенних емісій порівняно з природними сполуками цих же металів.

Таблиця 2 - Коефіцієнт відносного накопичення заліза й марганцю в листках деревних рослин

Вид	Залізо		Марганець
	Зона забруднення		Зона забруднення
	сильне	середнє	сильне	середнє
Абрикос звичайний	4,60	1,44	4,50	1,80
Айлант найвищий	2,76	1,54	2,47	1,78
Береза повисла	1,75	1,58	4,70	2,46
Бирючина звичайна	2,44	1,36	2,05	1,65
В'яз гладкий	2,35	1,28	2,36	1,28
Бузина чорна	2,03	1,20	2,37	1,51
Верба біла	5,92	1,73	3,85	2,33
Клен гостролистий	2,91	1,53	3,43	2,37
Гірко каштан звичайний	4,00	1,33	3,46	1,42
Липа крупно листа	2,02	1,28	2,72	1,65
Маслинка вузьколиста	1,95	1,76	3,91	2,09
Робінія лжеакація	3,74	1,62	3,23	1,75
Горобина звичайна	-	2,13	-	1,53
Бузок звичайний	3,33	2,31	2,39	1,45
Тополя чорна	3,18	1,45	3,57	2,07
Яблуня домашня	3,20	1,83	3,82	1,60
Ясен звичайний	3,33	1,91 ■	3,25	1,90

Фоновий рівень марганцю в листках дослідних видів коливається від 450 мг/кг в абрикоса звичайного до 251,3 мг/кг у бузини чорної (таблиця 3). Для деревних рослин, як і для трав'янистих коливання вмісту цього елемента може бути досить великим і залежати від видової специфіки і властивості грунтів.

За нашими даними найбільш високий рівень марганцю у контролі властивий для листків клену горнолистого, яблуні домашньої, бузку звичайного, липи крупнолистої. Багаті на цей елемент листки бузини чорної, маслинки вузьколистої, горіха грецького, яблуні домашньої. На високий рівень марганцю в листках бузини порівняно з іншими дослідними видами вказує В.П.Петрова, горобини І.Аренс, клена гостролистого - Р.І.Пельтихіна, В.ГІТарабрін.

Таблиця 3 - Вміст марганцю в листках деревних і чагарникових рослин, мг/кг сухої речовини

Вид	Контроль	Зона сильного забруднення	Зона слабкого забруднення
Абрикос звичайний	50,2±1,8	226,3±2,1	90,0±0,8
Айлант найвищий	120,7±4,9	298,5±3,4	215,3±6,0
Береза повисла	110,4± 1,6	233,9±6,2	184,6±3,0
Бирючина звичайна	93,2±2,9	438,0±7,1	229,6±3,0
В'яз гладкий	104,3±4,2	628,06±2,9	400,6±4,2
Бузина чорна	198,8±5,2	470,5±6,8	225,0±4,0
Верба біла	103,0±2,1	397,0±3,3	240,1±6,4
Клен гостролистий	203,4±3,1	679,0±4,8	482,3±2,2
Гірко каштан звичайний	148,2±3,0	513,2±5,8	210,6±2,9
Липа крупно листа	137,4±4,3	373,3±7,1	227,0± 1,8
Маслинка вузьколиста	171,1±2,5	669ДШ0Д	358,7±3,2
Робінія лжеакація	129,3±9,8	401,8±8,6	218,1±6,1
Горобина звичайна	141,7±8,3	-	213,1 ±4,2
Бузок звичайний	176,6±1,2	422,0±2,8	256,1±5,1
Тополя чорна	140,2±2,3	501,3±4,8	212,0±4,2
Яблуня домашня	190,2±2,7	618Д5±1,9	361,38±2,2

В листках рослин, які зростають в зоні сильного забруднення, кількість металу порівняно з контролем підвищується. За абсолютним накопиченням елементу слід виділити такі види, як бузина чорна, маслинка вузьколиста, клен гостролистий, гіркокаштан звичайний, тополя чорна, яблуня домашня.

Характерно, що у дослідних варіантах більш багаті на марганець листки тих видів, які відрізняються і більш високим рівнем елементу в контролі.

Значний коефіцієнт відносного накопичення марганцю властивий для берези повислої, абрикоса звичайного, маслинки вузьколистої, верби білої (таблиця 2). Більш високий він за умов сильного забруднення. Максимальний цей показник у ¹ берези повислої (4,7), мінімальний у бирючини звичайної (2,05).

Ступінь збільшення кількості елемента в техногенних зонах зростання корелює з рівнем аерогенного забруднення грунту цим металом.

Таким чином, забруднення грунтів марганцем призводить до значного збільшення концентрації цього елементу в листках деревних рослин, не зважаючи на підвищення рівня рН ґрунтового розчину. Його величина на дослідній ділянці на території заводу становить 7,9-8,1, в зоні меншого забруднення - 7,7.

В більшості літературних джерел вказується, що інтенсивніше Мп поглинається в зоні кислих значень рН, при підвищенні якого доступність елемента різко знижується. Згідно з цим положенням концентрація Мп у ґрунтовому розчинні повинна знижуватись у 100 разів при збільшенні рН на одиницю. Якщо б

ця закономірність виявилася універсальною, у лужних грунтах спостерігалася би

нестача марганцю, оскільки цього не трапляється, слід припустити, що або концентрація Мп не регулюється розчинністю, або доступність зростає за рахунок інших факторів, наприклад, розчинних органічних сполук і комплексів. Показано, що при підвищенні значень рН з 4,3 до 6,5 розміри лабільного фонду для конюшини збільшувалися з ЗО до 35 мг/кг, а для вівсяниці, навпаки, падали з 23,7 до 17,6 мг/кг. Ці дані свідчать про порівняно низьку чутливість марганцю до змін рН, не дивлячись на те, що можна очікувати при розрахунку розчинності.

Аналіз результатів дослідження свідчить про збільшення в тканинах листків деревних рослин в умовах забруднення як заліза, так і марганцю. Порівняння показників відносного накопичення елементів вказує на те, що більш значуще підвищення кількості заліза в листках за умов сильного забруднення середовища супроводжується і суттєвішим накопиченням марганцю. Разом з тим відомо, що між марганцем і залізом, при їх потраплянні в рослину, можуть встановлюватись антагоністичні відносини. При цьому дія не є односторонньою. Залізо зменшує поглинання марганцю, але і надлишок марганцю викликає нестачу заліза.

Слід відзначити, що в принципі збільшення концентрації заліза і марганцю за умов забруднення ним довкілля не виключає можливості їх антагонізму. Вірогідно, елементи і впливають на взаємне надходження, але в наслідок високих їх кількостей в грунті, рівень обох важких металів в листках все ж виявляється значно вищий за фоновий.

Важливим фізіологічним показником є співвідношення заліза і марганцю. За нормальної життєдіяльності ця величина у рослин змінюється в певних межах. Оптимальні величини цього показника для росту трав'янистих рослин коливаються від 1,5 до 2,5. згідно інших даних, ці цифри можуть варіювати в більш широких межах.

У рослин, що зростають біля заводу чорної металургії, закономірності в напрямку зміни відношення Ре/Мп не спостерігається, що можливо визначається їх видовими особливостями поглинання цих елементів. В цілому слід визначити, що прирості рослин на ділянках, що забруднені цими металами, співвідношення заліза і марганцю в листках зберігається в межах норми.

Аналіз отриманих результатів свідчить, що за умов дії промислових емісій з високим рівнем вмісту металів більш істотне зрушення відношення Ре/Мп від оптимального відбувається, як правило, у видів з невисокою толерантністю. В основному ж коливання в зміні показника знаходиться в межах фізіологічної норми, вірогідно, в наслідок регулювання їх надходження.

Таким чином, види, які мають високі значення коефіцієнтів відносного накопичення заліза та марганцю доцільно використовувати для біоіндикації забруднення довкілля цими металами, види з високим рівнем абсолютного їх накопичення - для санітарно-гігієнічних насаджень. Проте, при цьому слід враховувати стійкість рослин за даних екологічних умов. В зоні сильного забруднення краще формувати насадження санітарно-гігієнічного призначення з більш толерантних рослин. Так недоцільно використовувати для озеленення цієї зони такі рослини, як клен горнолистий, гіркокаштан звичайний, вербу білу й березу повислу через їх чутливість до інгредієнтів промислових викидів підприємств чорної металургії, незважаючи на високий рівень поглинання заліза і марганцю.

Висновки:

1. За високим рівнем абсолютного накопичення у листках рослин. Що зростають у зоні сильного та середнього рівня забруднення інгредієнтами промислових викидів підприємств чорної металургії, слід виділити в'яз гладкий, тополю чорну, яблуню домашню, клен горнолистий, гіркокаштан звичайний, марганцю - бузину чорну, маслинку вузьколисту, клен горнолистий, гіркокаштан звичайний, яблуню домашню, тополю чорну.

2. Високими значеннями відносного накопичення заліза в листках рослин за техногенних умов зростання характеризуються такі види, як абрикос звичайний, верба біла, гіркокаштан звичайний, марганцю - абрикос звичайний, береза повисла, маслинка вузьколиста, верба біла.

3. Такий важливий показник як відношення кількості заліза та марганцю в листках рослин за умов забруднення довкілля сполуками цих важких металів зазнає змін щодо контролю, але в усіх видів знаходиться в межах фізіологічної норми.

2. Екологія популяцій конюшини лучної на пасовищах у заплаві річки Псел лісостепової зони України

Конюшина лучна - одна з головних кормових рослин, відіграє важливу роль у складанні лучних фітоценозів і є однією з його домінантів. Вивчення популяції лучних трав заплавних лук Псел (лісостепова зона України), а саме їх структури й основних закономірностей функціонування, у даний час є актуальним. Заплавні луки, які використовуються людиною як природні кормові угіддя, зазнають суттєвого антропогенного впливу. Зокрема, при пасовищному використанні лучні фітоценози, як джерело зеленого корму, у випадку неконтрольованого використання з перевищенням нормативів поголів'я тварин, що випасаються, втрачають стійкість, завдяки зниженню життєздатності основних домінантів, такж з інших причин. У випадках різко вираженої пасквільної дигресії на луках не тільки змінюється флористичний склад, але й відбувається заміна одного фітоценозу іншим. Облік закономірностей функціонування популяції, знання напрямків змін флористичного складу і морфологічних параметрів особин, які викликані пасовищними навантаженнями, необхідно для правильного ведення лучно-пасовищного господарства. Популяції лучних трав лісостепової зони України в заплавах рік є доки що мало вивченими.

Матеріали та методи дослідження

На протязі дослідження основна увага приділялася морфометричним показникам особин, що відображають процеси росту та торфоутворення також їх віталітету. У підсумку такий підхід виявляє рівень адаптації рослин конюшини до несприятливих умов життя, зокрема до пасквільних стресових факторів.

Градієнти пасовищної дигресії були встановлені за комплексних флористичних і ценотичних ознак згідно до матеріалів польових досліджень вегетаційного сезону 2004 року. Виділено 5 ступенів пасовищної дигресії, РОО -

контрольна ділянка (ділянка, яка не порушена випасом), PD1 - початкова стадія пасовищної дигресії, PD2 - помірний випас, PD3 - сильний випас, PD4 - надмірний випас (стадії вигону за В.Н.Висоцьким). Складання зазначених градієнтів проводилося на основі підходів, які раніше були розроблені Л.Г.Раменським, Л.С.Балашовим та ін. При цьому враховувався флористичний склад, рясність рослин на ділянках лучних фітоценозів, щільність грунту й ін.

Вибірки рослин конюшини лучної були зроблені з її популяції на ділянках, що знаходяться на різних ступенях пасовищної дигресії. Обсяг кожної окремої вибірки складав 25-30 рослин.

Обробка фактичного матеріалу проводилася з використанням морфометричних методів. При цьому враховували загальну надземну фітомасу рослин, кількість листків, вагу листків, площу листкової поверхні, фотосинтетичне зусилля (для характеристики продукційного процесу), кількість суцвіть, фітомасу суцвіть, репродуктивне зусилля (для характеристики алокації органічних речовин в органи репродукції). Фотосинтетичне зусилля розраховували як відношення фітомаси листків до загальної фітомаси рослин. Воно характеризує стратегію рослин у відношенні до формування органів, що здійснюють процес фотосинтезу, і розраховується за формулою:

LWR = Wi/W(r/r) (1)

Репродуктивне зусилля, що характеризує частку матеріально-енергетичних ресурсів, які спрямовані на процес розмноження, є одним з найважливіших показників репродуктивної сфери. Воно розраховувалося як відношення фітомаси квіток до загальної фітомаси рослин, вираженої у відсотках:

RE = (W_g/W)*100% (2)

Результати обговорення

В Україні встановлено 11 основних син таксонів і велику кількість варіантів формацій із домінуванням конюшини лучної. В заплаві річки Псел нами виявлено шість син таксонів із перевагою у травостої Trifolium pratense, до яких і були прив'язані обліки стану його особин.

На рис.1 показано, що такі параметри як фотосинтетичне зусилля і фітомаса листків в особин Trifolium pretense за градієнтом пасовищної дигресії закономірно і помітно знижуються.

Загальна ж фітомаса рослин за цими ступенями зменшується в незначній мірі і лише на останньому ступені різко знижується, що веде до істотного падіння віталітету особин популяцій конюшини лучної. Такми чином, збільшенням пасовищного навантаження у конюшини лучної спостерігається тенденція до погіршення вегетативної сфери.

Інша картина спостерігається при вивченні репродуктивних показників конюшини лучної за даним градієнтом. Вивченням репродуктивних можливостей деяких дводольних рослин в залежності від ступеня посилення стресового фактору (техногенного та хімічного забруднень, радіаційного впливу та інших факторів антропогенного впливу) займалося багато дослідників. Вони показали, що тиск стресових факторів на популяцію рослин у деяких випадках ініціює адапційні процеси, завдяки яким забезпечується збереження даної популяції у несприятливих умовах.

репродуктивного зусилля за градієнтом дигресії

З рисунка 2 видно, що репродуктивне зусилля за градієнтом пасовищної дигресії закономірно зростає. Спостерігаються зростання й інших показників репродукції. Фітомаса квіток, кількість суцвіть за даним градієнтом зростає з PD0 до PD3, але на ступені PD4 спостерігається зниження цих двох останніх показників, що пов'язані із ослабленням загального стану рослин. Перспективним є проведення подальших досліджень.

Висновки.

1. За градієнтом пасквільних змін лучних фітоценозів за умов стресу та збільшенням пасовищного навантаження при падінні показників вегетативної сфери спостерігається зростання показників репродуктивної.

2. В ситуації стресу конюшина лучна, що розмножується в природних умовах виключно насіннєвим шляхом, розвиває вегетативну масу в меншій мірі, при цьому спрямовуючи значну частину ресурсів в органи репродукції і підтримки стабільності та збереження популяції.

3. Використання безхвостих амфібій у якості зооінднкаторів забруднення природного середовища важкими металами

Відомо, що тваринний світ виступає надійним індикатором стану екосистем і ступеню їхньої трансформації в результаті будь-якого впливу. Систематичне положення амфібій як перехідної ланки між рибами і рептиліями визначає цінність цієї групи для досліджень. У проведених дослідженнях як об'єкт вивчення був обраний фоновий вид безхвостих амфібій степового Придніпров'я - озерна жаба. Цей вид характеризується значним поширенням, високою чисельністю особин, доступністю збору, лабільністю, що робить його цінним об'єктом вивчення для рішення регіональних екологічних і біоценотичних проблем.

Умови та методи досліджень

Дослідження проводилися в 11 точках Придніпров'я, які можна розділити на дві групи: еталонні (умовно чисті зони) і деструктивні (зони, що зазнають різних видів антропогенного впливу) екосистеми.

Морфофізіологічна характеристика організму тварин визначається за методикою П.В.Терентьєва, С.С. ІІІварта, В.Г.Іщенко, В.С.Смирнова. Розраховувалася відносна вага печінки, легень, серця, нирок, гонад за формулою:

Ро = (Р,/Р_т)1000,

де Ро - відносна вага органа, % (проміллі), Р] - абсолютна вага органа, м, Р, - абсолютна вага тіла, м, 1000 - перерахункові™ коефіцієнт у проміллі.

Визначення вмісту важких металів: заліза, марганцю, міді, цинку, нікелю, свинцю і кадмію здійснювалося на атомно-абсорбційному спектрофотометрі AAS -

ЗО фірм Карл Йена (Німеччина) за стандартними методиками.

Результати

Порівняння морфофізіологічних показників озерної жаби з біотопів «умовно чистих» зон і зон промислового забруднення показало, що найбільші розходження спостерігаються в показниках відносної ваги печінки і гонад. У біотопах, які зазнають впливу стічних вод підприємства металургійної та хімічної промисловості в районі р.Коноплянка (після дамби, де ступінь розведення стоків 10-20 разовий), у біотопах у зоні надходження стічних вод Півнгонка м.Кривий Ріг (місце видобутку залізної руди), у біотопах р.Мокра Сура (місце знаходження стоків підприємств хімічної промисловості) індекс печінки тварин знижується і у 1,3 рази менше, ніж в амфібій з біотопів «умовно чистих» зон. У той час як в амфібій з біотопів зони надходження сумарних стічних вод підприємств металургійної і хімічної промисловості м. Дніпродзержинська, біотопів зони надходження стічних вод шахт Західного Донбасу в 1,4 рази більше. Значні розходження спостерігаються за показниками відносної ваги гонад. При цьому найбільш високі показники індексу гонад встановлені у самок амфібій з біотопів зони надходження стічних вод шахт Західного Донбасу.

Для інших органів, що беруть активну участь у метаболізмі (нирки, серце, легені), розходження в показниках відносної ваги незначні і характеризуються зниженням рівня їх мінливості. Це повинно свідчити про виживання тварин з визначеним рівнем морфофізіологічних показників у біотопах, які зазнають антропогенного впливу.

Дослідження концентрації мікроелементів в органах амфібій, як біогенних (залізо, марганець, мідь, цинк), так і небезпечних (нікель, свинець кадмій) показано, що їхнє накопичення відбувається у нирках, печінці і йонадах. Високим вмістом усіх досліджуваних елементів характеризуються серце і легені тварин, які за рівнем більшості досліджуваних елементів займають друге - третє місце серед досліджуваних органів тварин, що може свідчити про значне надходження важких металів з атмосферного повітря і води в процесі дихання і кровообігу.

У деяких тканинах і органах тварин спостерігається вибіркова спроможність накопичувати зазначені мікроелементи. Актуальним є вивчення зв'язку між морфофізіологічними показниками амфібій і накопиченням у їх органах мікроелементів. Уявлення про характер такого зв'язку дають коефіцієнти кореляції між відносною вагою органів озерної жаби і вмістом важких металів, розраховані як для умовно чистих зон, так і для зон, які занають антропогенного впливу.

Результати дослідження свідчать про перерозподіл металів в органах амфібій, які мешкають в деструктивних біотопах порівняно з еталонними зонами. У ході роботи визначені розбіжності в характері зв'язку між відносною вагою органів та вмістом у них металів, що визначаються функціями досліджуваного органа і особливостями місця мешкання тварин.

Для виявлення загальних тенденцій впливу важких металів на морфофізіологічні показники амфібій і можливості рекомендації останніх у якості зооіндикаторів у системі біомониторингу для оцінки забруднення навколишнього природного середовища важкими металами були розраховані коефіцієнти кореляції

між концентрацією важких металів в органах тварин і відносною вагою органів як для «умовно чистих» зон, так і для зон, які зазнають антропогенного впливу. Отримані результати представлені у таблиці 1.

Дані таблиці 1 свідчать про те, що в якості індикаторного органа для визначення вмісту важких металів варто використовувати печінку, тому що отримані результати вказують на зв'язок між концентрацією важких металів у печінці амфібій і її відносною вагою. Виключення складають свинець і кадмій. Для практичного застосування цих результатів доцільно скласти рівняння регресії, за допомогою яких можна визначити вміст заліза, марганцю, міді, цинку в печінці за її відносною вагою (табл.2).

Таблиця 1 - Коефіцієнт кореляції між відносною вагою органів і вмістом

Органи	Залізо	Марганець	Мідь	Цинк	Нікель	Свинець	Кадмій
Печінка	0,64	0,71	0,69	0,89	0,57	0,24	0,13
Нирки	0,13	-0,52	-0,23	-0,35	-0,11	0,12	0,21
Гонади	0,45	0,57	0,40	0,44	0,41	0,17	0,40
Серце	-0,50	-0,28	-0,35	-0,69	-0,39	-0,48	-0,35
Легені	-0,37	-0,72	-0,58	-0,61	0,14	-0,84	-0,68

Таблиця 2 - Рівняння регресії, що дозволяють визначити вміст металів у печінці озерної жаби, в залежності від її відносної ваги

Метал	Рівняння регресії	Метал	Рівняння регресії
Залізо	у*=29,76+0,001х**	Цинк	у=23,76+0,038х
Марганець	у=30,45+0,006х	Нікель	у=32,85-0,001х
Мідь	у=27,74+0,024х

у - відносна вага в печінці озерної жаби, мг/кг сухої маси, х - відносна вага печінки озерної жаби, %.

Таблиця 3 - Рівняння регресії, що дозволяють визначити вміст металів у

легенях озерної жаби, в залежності від їх відносної ваги

Метал	Рівняння регресії
Свинець	у =6,12-0,014х
Кадмій	у=6,22-0,065х

Також було встановлено зв'язок між відносною вагою легень і вмістом у них свинцю і кадмію. Тому легені можна запропонувати в якості індикаторного органу для визначення вмісту цих металів. Доцільно скласти рівняння регресії, за допомогою яких можна визначити вміст свинцю та кадмію у легенях за його відносною вагою (табл.З).

Висновки

1. Аналіз морфофізіологічних показників амфібій показали, що вони

змінюються в залежності від ступеня трансформації біотопів і можуть відігравати певну індикаторну роль у системі біомониторингу.

2. У ході проведених досліджень встановлені розбіжності в характері взаємозв'язку між відн осною вагою органів амфібій і вмістом у них металів, що визначаються функціями досліджуваних органів і місце існуванням тварин.

3. Отримані дані показують відмінності в накопиченні важких металів в органах амфібій, які мешкають в деструктивних та еталонних біогеоценозах, що дає можливість запропонувати печінку і легені як індикатори для визначення ступеню забруднення природного середовища важкими металами.

4. Результати досліджень дозволяють рекомендувати фоновий вид безхвостих амфібій степового Придніпров'я - озерну жабу в якості зооіндикатора для характеристики стану, як тваринного світу, так і природного середовища в цілому.