Аналіз стабільності розвитку водних екосистем на основі показників флуктуаційної асиметрії макрофітів

Автор(и)

  • Lyudmila Romanchuk Житомирський національний агроекологічний університет бул. Старий, 7, м. Житомир, Україна, 10008, Україна https://orcid.org/0000-0003-4790-8414
  • Tatyana Fedonyuk Житомирський національний агроекологічний університет бул. Старий, 7, м. Житомир, Україна, 10008, Україна https://orcid.org/0000-0002-6504-0893
  • Viktor Pazych Житомирський національний агроекологічний університет бул. Старий, 7, м. Житомир, Україна, 10008, Україна https://orcid.org/0000-0002-1597-2334
  • Roman Fedonyuk Ботанічний сад Житомирського національного агроекологічного університету вул. Корольова, 39, м. Житомир, Україна, 10008, Україна https://orcid.org/0000-0001-8473-1772
  • Galina Khant Житомирський національний агроекологічний університет бул. Старий, 7, м. Житомир, Україна, 10008, Україна https://orcid.org/0000-0003-3318-6684
  • Anatoly Petruk Державна екологічна інспекція у Рівненській області вул. Київська, 11/152, м. Рівне, Україна, 33018, Україна https://orcid.org/0000-0002-7947-5740

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.141055

Ключові слова:

біомоніторинг, макрофіти, якість води, поверхневі води, біорізноманіття, флуктуаційна асиметрія

Анотація

З метою реалізації положень Водної Рамкової Директиви (ВРД) ЄС 2000/60/ЄС було запропоновано теоретичні та методологічні засади застосування методу миттєвого біомоніторингу стабільності розвитку водних екосистем на основі оцінки показників флуктуаційної асиметрії макрофітів. Дослідженнями встановлено, що порушення стабільного розвитку екосистем, в тому числі і за впливу антропогенних чинників, викликає відхилення у морфологічних показниках вищих водних рослин. Порушення симетрії окремих частин, а саме морфогенетичні зміни у макрофітів, тісно пов’язані з коефіцієнтами екологічної стабілізації ландшафтів та категоріями якості води. Оцінка якості середовища за показниками флуктуаційної асиметрії рослин-індикаторів є обґрунтованою по відношенню до сольового складу, трофосапробологічних та токсичних показників. Особливу чутливість даний метод виявив по відношенню до вмісту важких металів у мулі та прибережних ґрунтах та дозволяє виявляти їх у концентраціях, що нижчі за встановлені гранично допустимі концентрації (ГДК). Визначені закономірності розподілу індексів інтегральної флуктуаційної асиметрії та побудована тривимірна модель формування асиметрії у листі рдесника пронизанолистого в залежності від стабільності ландшафтів та якості води. Вони представляють собою базисну короткострокову компоненту інтегрованої системи біомоніторингу сталого розвитку водних екосистем та дозволяють уточнити, скоригувати і узагальнити існуючі методики щодо екологічної оцінки якості води. Запропонована методика дозволяє посилити роль біологічної компоненти при проведенні екологічної оцінки якості поверхневих вод та забезпечує реалізацію ВРД ЄС 2000/60/ЄС на території Східної Європи

Біографії авторів

Lyudmila Romanchuk, Житомирський національний агроекологічний університет бул. Старий, 7, м. Житомир, Україна, 10008

Доктор сільськогосподарських наук, професор

Кафедра екології лісу та безпеки життєдіяльності

Tatyana Fedonyuk, Житомирський національний агроекологічний університет бул. Старий, 7, м. Житомир, Україна, 10008

Доктор сільськогосподарських наук, доцент

Кафедра екології лісу та безпеки життєдіяльності

Viktor Pazych, Житомирський національний агроекологічний університет бул. Старий, 7, м. Житомир, Україна, 10008

Кандидат сільськогосподарських наук

Кафедра екології лісу та безпеки життєдіяльності

Roman Fedonyuk, Ботанічний сад Житомирського національного агроекологічного університету вул. Корольова, 39, м. Житомир, Україна, 10008

Директор

Galina Khant, Житомирський національний агроекологічний університет бул. Старий, 7, м. Житомир, Україна, 10008

Кандидат філологічних наук

Кафедра іноземних мов

Посилання

  1. Møller, A. P., Dongen, S. V. (2003). Ontogeny of Asymmetry and Compensational Growth in Elm Ulmus glabra Leaves under Different Environmental Conditions. International Journal of Plant Sciences, 164 (4), 519–526.doi: https://doi.org/10.1086/374197
  2. Parsons, P. A. (1990). Fluctuating asymmetry: an epigenetic measure of stress. Biological Reviews, 65 (2), 131–145. doi: https://doi.org/10.1111/j.1469-185x.1990.tb01186.x
  3. Kozlov, M. V., Wilsey, B. J., Koricheva, J., Haukioja, E. (1996). Fluctuating Asymmetry of Birch Leaves Increases Under Pollution Impact. The Journal of Applied Ecology, 33 (6), 1489. doi: https://doi.org/10.2307/2404787
  4. Lens, Molenberghs (1999). Mixture analysis of asymmetry: modelling directional asymmetry, antisymmetry and heterogeneity in fluctuating asymmetry. Ecology Letters, 2 (6), 387–396. doi: https://doi.org/10.1046/j.1461-0248.1999.00103.x
  5. Zorina, A. A. (2012). Metody statisticheskogo analiza fluktuiruyushchey asimmetrii. Principy ekologii, 3, 24–47.
  6. Graham, J. H., Shimizu, K., Emlen, J. M., Freeman, D. C., Merkel, J. (2003). Growth models and the expected distribution of fluctuating asymmetry. Biological Journal of the Linnean Society, 80 (1), 57–65. doi: https://doi.org/10.1046/j.1095-8312.2003.00220.x
  7. Hagen, S. B., Ims, R. A., Yoccoz, N. G., Sørlibråten, O. (2007). Fluctuating asymmetry as an indicator of elevation stress and distribution limits in mountain birch (Betula pubescens). Plant Ecology, 195 (2), 157–163. doi: https://doi.org/10.1007/s11258-007-9312-y
  8. Fair, J. M., Breshears, D. D. (2005). Drought stress and fluctuating asymmetry in Quercus undulata leaves: confounding effects of absolute and relative amounts of stress? Journal of Arid Environments, 62 (2), 235–249. doi: https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2004.11.010
  9. Dongen, S. V. (2006). Fluctuating asymmetry and developmental instability in evolutionary biology: past, present and future. Journal of Evolutionary Biology, 19 (6), 1727–1743. doi: https://doi.org/10.1111/j.1420-9101.2006.01175.x
  10. Andalo, C., Bazin, A., Shykoff, J. A. (2000). Is There a Genetic Basis for Fluctuating Asymmetry and Does it Predict Fitness in the Plant Lotus corniculatus Grown in Different Environmental Conditions? International Journal of Plant Sciences, 161 (2), 213–220. doi: https://doi.org/10.1086/314253
  11. Tracy, M., Freeman, D. C., Emlen, J. M., Graham, J. H., Hough, R. A. (1995). Developmental instability as a biomonitor of environmental stress: an illustration using plants and macroalgae. In Biomonitors and Biomarkers as Indicators of Environmental Change. New York, NY, USA.
  12. Vlasova, E. A., Belova, P. A., Fedorova, T. A., Shcherbakov, A. V. (2006). Fluktuiruyushchaya asimmetriya lista rdesta pronzennolistnogo kak indikacionnyy pokazatel' kachestva vodnoy sredy. Gidrobotanika 2005: materialy VI Vserossiyskoy shkoly-konferencii po vodnym makrofitam. Yaroslavl': VNII biologii vnutrennih vod.
  13. Goulder, R. (1970). Day-Time Variations in the Rates of Production by Two Natural Communities of Submerged Freshwater Macrophytes. The Journal of Ecology, 58 (2), 521. doi: https://doi.org/10.2307/2258287
  14. Fedoniuk, T. P. (2018). Morphogenetic analysis of the stability of water macrophytes development in the short-term biomonitoring of water ecosystems of the Polissya of Ukraine. Balanced Nature Using, 1, 90–98. Available at: http://natureus.org.ua/repec/archive/1_2018/17.pdf
  15. Mal, T. K., Adorjan, P., Corbett, A. L. (2002). Effect of copper on growth of an aquatic macrophyte, Elodea canadensis. Environmental Pollution, 120 (2), 307–311. doi: https://doi.org/10.1016/s0269-7491(02)00146-x
  16. Ambo-Rappe, R., Lajus, D. L., Schreider, M. J. (2008). Increased heavy metal and nutrient contamination does not increase fluctuating asymmetry in the seagrass Halophila ovalis. Ecological Indicators, 8 (1), 100–103. doi: https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2006.12.004
  17. Ambo-Rappe, R., Lajus, D. L., Schreider, M. J. (2007). Translational Fluctuating Asymmetry and Leaf Dimension in Seagrass,Zostera capricorniAschers in a Gradient of Heavy Metals. Environmental Bioindicators, 2 (2), 99–116. doi: https://doi.org/10.1080/15555270701457752
  18. Romanchuk, L. D., Fedonuk, T. P., Khant, G. O. (2017). Radio monitoring of plant products and soils of Polesia, Zhytomyr region, during the long-term period after the disaster at the Chornobyl Nuclear Power Plant. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 8 (3), 444–454. doi: https://doi.org/10.15421/021770
  19. Yavnyuk, A. A., Efremova, N. N., Protsenko, O. N., Gudkov, D. I., Nazarov, A. B. (2009). Fluctuating asymmetry of zebra mussel (Dreissena polymorphaPall.) and floating pondweed (Potamogeton natansL.) in water bodies within the Chernobyl accident Exclusion Zone. Radioprotection, 44 (5), 475–479. doi: https://doi.org/10.1051/radiopro/20095088
  20. Romanchuck, L. D., Fedonyuk, T. P., Fedonyuk, R. G. (2017). Model of influence of landscape vegetation on mass transfer processes. Biosystems Diversity, 25 (3), 203–209. doi: https://doi.org/10.15421/011731
  21. Milner, D., Hel-Or, H., Keren, D., Raz, S., Nevo, E. (2005). Analyzing symmetry in biological systems. IEEE International Conference on Image Processing 2005. doi: https://doi.org/10.1109/icip.2005.1529762
  22. Milligan, J. R., Krebs, R. A., Mal, T. K. (2008). Separating Developmental and Environmental Effects on Fluctuating Asymmetry in Lythrum salicaria and Penthorum sedoides. International Journal of Plant Sciences, 169 (5), 625–630. doi: https://doi.org/10.1086/533600
  23. Romanenko, V. D., Zhukynskyi, V. M., Oksiiuk, O. P., Yatsyk, A. V. et. al. (1998). Metodyka ekolohichnoi otsinky yakosti poverkhnevykh vod za vidpovidnymy katehoriyamy. Kyiv: Symvol, 28.
  24. Klementova, E., Geynige, V. (1995). Ocenka ekologicheskoy ustoychivosti sel'skohozyaystven nogo landshafta. Melioraciya i vodnoe hozyaystvo, 5, 24–35.
  25. Zaharov, V. M., Baranov, A. S., Borisov, V. I., Valeckiy, A. V. et. al. (2006). Zdorov'e sredy: metodika ocenki. Moscow: Centr ekologicheskoy politiki Rossii, 65.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-08-27

Як цитувати

Romanchuk, L., Fedonyuk, T., Pazych, V., Fedonyuk, R., Khant, G., & Petruk, A. (2018). Аналіз стабільності розвитку водних екосистем на основі показників флуктуаційної асиметрії макрофітів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(10 (94), 54–61. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.141055

Номер

Том 4 № 10 (94) (2018): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Lyudmila Romanchuk, Tatyana Fedonyuk, Viktor Pazych, Roman Fedonyuk, Galina Khant, Anatoly Petruk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.