Phytoindicators of ecosystem dynamics in ring-bank ukrainian polissia

Ivan Khomiak; Iryna Onyshchuk; Nataliia Demchuk

doi:10.15587/2519-8025.2018.141170

Автор(и)

Ivan Khomiak Житомирський державний університет імені Івана Франка вул. Велика Бердичівська, 40, м. Житомир, Україна, 10008, Україна https://orcid.org/0000-0003-0080-0019
Iryna Onyshchuk Житомирський державний університет імені Івана Франка вул. Велика Бердичівська, 40, м. Житомир, Україна, 10008, Україна
Nataliia Demchuk Житомирський державний університет імені Івана Франка вул. Велика Бердичівська, 40, м. Житомир, Україна, 10008, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-8025.2018.141170

Ключові слова:

екосистема, динаміка, фітомаса, фітоіндикація, сукцесія, енергія, ентропія, показник динаміки, саморозвиток

Анотація

У публікації аналізуються результати досліджень динаміки енергетичних характеристик екосистем. Метою роботи є на основі показників кількості надземної фітомаси, її віку та зміни флористичного складу, продемонструвати можливість фітоіндикаційної оцінки динаміки екосистем, визначити як показники надземної фітомаси закономірно зростають під час саморозвитку природних екосистем (автогенної сукцесії).

Матеріали і методи. Надземна фітомаса вимірялася в екосистемах, що знаходяться на різних стадіях автогенної сукцесії. Для урівноваження коливання показників, викликаних домінуванням видів із різним типом фотосинтезу, використано поправку на вік наземної фітомаси.

Результати. Показник динаміки закономірно зростає під час автогенної сукцесії. Зовнішні впливи відхиляють його від основного тренду. Антропогенний вплив часто зміщує сукцесію в протилежному напрямі. Метод апробовано на території Правобережного Полісся в Україні. Розширення бази даних результатів визначення показника динаміки дозволяє визначати цей показник із достатньою для практичних і теоретичних цілей точністю. Цей метод дає можливість проводити дослідження термодинаміки (запасів енергії й ентропії) та динаміки екосистем безконтактним способом без впливу на біорізноманіття рослин. Він є найбільш прийнятним для таких досліджень в межах природно-заповідних територій. В межах таких об’єктів не дозволяється вилучати надземну фітомасу, для визначення енергетичних і динамічних показників.

Висновки. Показник динаміки, що відповідає положенню на лінії автогенної сукцесії, залежить від фітомаси та її віку. Значення ентропії екосистеми буде обернено пропорційне показнику її динаміки. Цей показник може бути визначеним з використанням фітоіндикаційних методик. При цьому похибка вимірювання коливатиметься в діапазоні 3 %-10 %. Ми можемо це використовувати під час планування роботи в заповідниках, на рекультивованих землях, в лісовому господарстві тощо. Обраний метод дає високий економічний ефект та створює можливості покращення відносини людини із довкіллям

Біографії авторів

Ivan Khomiak, Житомирський державний університет імені Івана Франка вул. Велика Бердичівська, 40, м. Житомир, Україна, 10008

Доцент

Кафедра екології, природокористування та біології людини

Iryna Onyshchuk, Житомирський державний університет імені Івана Франка вул. Велика Бердичівська, 40, м. Житомир, Україна, 10008

Доцент

Кафедра екології, природокористування та біології людини

Nataliia Demchuk, Житомирський державний університет імені Івана Франка вул. Велика Бердичівська, 40, м. Житомир, Україна, 10008

Асистент

Кафедра екології, природокористування та біології людини

Посилання

Didukh, Ya. P. (2008). Etiudy fitoekolohiyi. Kyiv: Aristei, 268.
Odum, Yu. (1986). Ekologiya. Vol. 1. Moscow: Mir, 327.
Kennedy, I. R. (2001). Action in Ecosystems: Biothermodynamics for Sustainability. Baldock, Hertfordshire, England: Research Studies Press Ltd, 251.
Vernadskyi, B. I. (1969). Vybrani pratsi. Kyiv: Naukova dumka, 439.
Sertorio, L. (1991). Thermodynamics of complex systems (An Introduction to Ecophysics). Singapore, New Jersey, London, Hong Kong: World Scientific, 208.
Didukh, Ya., Lysenko, G. (2010). Problems of thermodynamic assessment of ecological system structure and arrangement. Visnyk Natsionalnoi akademiyi nauk Ukrainy, 5, 16–27.
Clements, F. E. (1916). Plant succession. Washington, 621. doi: https://doi.org/10.5962/bhl.title.56234
Coleman, D. C., Andrews, R., Ellis, J. E., Singh, J. S. (1976). Energy flow and partitioning in selected man-managed and natural ecosystems. Agro-Ecosystems, 3, 45–54. doi: https://doi.org/10.1016/0304-3746(76)90099-8
Connell, J. H., Slatyer, R. O. (1977). Mechanisms of Succession in Natural Communities and Their Role in Community Stability and Organization. The American Naturalist, 111 (982), 1119–1144. doi: https://doi.org/10.1086/283241
Rifkin, J., Howard, T. (1989). Entropy into the Greenhouse World. New York, Toronto, London, Sydney, Auckland: Bantam Books, 355.
Hulst, R. (1980). Vegetation dynamics or ecosystem dynamics: Dynamic sufficiency in succession theory. Vegetatio, 43 (1-2), 147–151. doi: https://doi.org/10.1007/bf00121027
Khomyak, I. V. (2013). Phytoindication analisis of preclimax stages of development of ecosystems. Pytannia bioindykatsiyi ta ekolohiyi, 18, 20–29.
Shugart, H. H. (2003). A Theory of Forest Dynamics. The Ecological Implications of Forest Succession Models. New York: Springer, 278.
Tansley, A. G. (1935). The Use and Abuse of Vegetational Concepts and Terms. Ecology, 16 (3), 284–307. doi: https://doi.org/10.2307/1930070
Khomyak, I. V. (2013). Phytoindication analysis transformation processes in wetlands. Nature Reserves in Ukraine, 19 (1), 38–42.
Utkin, A. I. (1975). Biologicheskaya produktivnost' lesov (metody izucheniya i rezul'taty). Vol. 1. Moscow: VINITI, 190.
Khomyak, I. V. (2011). Phytoindicative characteristic of plant communities transformation of renewable natural vegetation of the Central Polesie. Ekosystemy, yikh optymizatsiya ta okhorona, 5, 58–65.
Khomyak, I. V. (2016). Characteristics of the associations Agrostio-Populetum tremulae and Epilobio-Salicetum capreae of the class Epilobietea angustifolii of the Right Bank Polissy. Ukrainian Botanical Journal, 73 (3), 239–254. doi: https://doi.org/10.15407/ukrbotj73.03.239
Khomiak, I. (2018). Dynamics of flora in the old-field ecosystem Ukrainian Polissya. ScienceRise: Biological Science, 1 (10), 8–13. doi: https://doi.org/10.15587/2519-8025.2018.121809
Rodin, L. K., Remezov, N. P., Bazilevich, N. I. (1967). Metodicheskie ukazaniya k izucheniyu dinamiki i biologicheskogo krugovorota v fitocenozah. Leningrad: Nauka, 145.
Didukh, Ya. P., Pliuta, P. H. (1994). Fitoindykatsya ekolohichnykh faktoriv. Kyiv: Naukova dumka, 280.
Titlyanova, A. A., Afanas'ev, N. A., Naumova, N. B. et. al. (1993). Sukcessii i biologicheskiy krugovorot. Novosibirsk: VS "Nauka". Sibirskaya izdatel'skaya firma, 157.
Mirkin, B. M., Naumova, L. G., Solomeshch, A. I. (2001). Sovremennaya nauka o rastitel'nosti. Moscow: Logos, 264.
Khomiak, I. V. Khomiak, D. I. (2012). Nova prohrama ekosystemolohichnoho monitorynhu «Simargl». Materialy nauk.-prakt. konf.: Suchasni problemy ekolohiyi ta heotekhnolohiy. Zhytomyr: Vyd-vo ZhDTU, 76.