Анотація до роботи:

Кирильчук К.С. Популяційний аналіз бобових на заплавних луках річки Псел в умовах господарського користування. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.05 – ботаніка. - Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, Київ, 2007.

Дисертацію присвячено вивченню структури та особливостей функціонування популяцій кормових бобових трав на природних заплавних луках р. Псел у межах Сумської області (Лісостепова зона України) в умовах господарського користування. У межах справжніх лук виділено контрольні ділянки, градієнт пасквальної дигресії розподілено на 5 ступенів, фенісиціальної - на 4. Оптимальні умови для росту й формоутворення особин складалися на контрольних ділянках, де антропогенний вплив відсутній. Ненормоване пасовищне й сінокісне користування заплавними луками веде до погіршення умов для продукційного процесу групи досліджуваних бобових рослин, відбувається зниження розмірних параметрів рослин, і їх особини стають дрібнішими. Випасання є жорсткішим фактором. Репродуктивне зусилля за пасовищним і сінокісним градієнтами підвищується. Для заплавних бобових трав характерне прискорення проходження фенофаз на пасовищах і сінокосах. На контрольних ділянках вікові спектри досліджуваних бобових трав повночленні або рідше неповночленні, нормальні. Пасовищне і сінокісне користування луками чинить на вікові спектри подібний вплив: вони трансформуються зі збільшенням частки особин старшого генеративного й постгенеративного станів. Віталітетні спектри популяцій на контрольних ділянках відрізнялися переважанням у популяціях особин вищого та середнього класів віталітету при незначній частці особин класу «с». Антропогенні навантаження призводять до зниження індексу якості популяції (Q) і їх переходу із категорії процвітаючих до депресивних або рідше до рівноважних. Структурний і функціональний гомеостаз - це головний механізм стрес-стійкості бобових трав на пасквальному і фенісиціальному градієнтах. Висока здатність до мінливості й пластичності бобових лучних трав лежить в основі їх адаптації до пасовищного й сінокісного використання лучних фітоценозів.

У дисертації реалізований комплексний підхід, на основі якого проведений аналіз стану популяцій бобових кормових трав на заплавних луках в умовах пасовищного та сінокісного користування, що дозволив встановити закономірності росту, продукційного процесу й репродукції бобових трав, а також вікову та віталітетну структури та стійкість до антропогенних навантажень.

1. Пасовищне й сінокісне користування заплавними луками в Лісостеповій зоні України призводить до погіршення умов для продукційного процесу групи досліджуваних бобових рослин: всі їх розмірні параметри знижуються, і їх особини стають дрібнішими. Випасання є жорсткішим фактором, ніж сінокосіння, воно найсильніше пригнічує ріст й порушує формоутворення бобових трав.

2. Продукційний процес, ріст та формоутворення лучних бобових трав індивідуальні для кожного з видів і специфічно трансформуються під впливом випасання та сінокосінь. Це є передумовою для різного рівня стійкості різних видів бобових до відчуження фітомаси. Максимум накопиченої фітомаси в бобових трав досягається у фазі цвітіння – початок плодоношення.

3. За пасквальним і фенісиціальним градієнтами, особливо на початкових їх ступенях, відбувається підвищення чисельності особин бобових трав у розрахунку на одиницю поверхні, яке компенсує здрібніння рослин і веде до того, що розмір надземної маси та вміст сирого протеїну в розрахунку на одиницю площі на окремих ступенях градієнта зростає. Це має місце в T. pratense на ПД1 і ФД1 - ФД2, у M. falcata на ПД1 і ФД1, M. lupulina на ПД1 - ПД4 і ФД1 - ФД3, у L. corniculatus на ФД1 - ФД2, у T. repens на ПД1 - ПД4 і ФД1 - ФД3. До кінцевих ступенів градієнтів запас надземної фітомаси й сирого протеїну істотно зменшується.

4. За відсутності сінокосінь та випасання кількість квіток, що закладаються, у розрахунку на одну особину (на рамет у T. repens і V. cracca) в умовах заплавних лук р. Псел лежить у досліджуваних видів рослин у широкій амплітуді: від 46,1 до 538,7 шт., а плодозав'язуваність варіює від 17,9 % (T. repens) до 92,7 % (L. corniculatus). Величини репродуктивного зусилля складають 6,5 - 17,8 %. Воно мінімальне у M. falcata (6,5 %), максимальне - у T. pratense (17,8 %).

5. В умовах випасання й сінокосів відбуваються істотні зміни репродукції, зумовлені порушенням розвитку деяких генеративних структур при одночасному зростанні величини репродуктивного зусилля, що носить компенсаторно-адаптивний характер. Така трансформація репродукції має в кожного з видів досліджуваних бобових трав індивідуальний характер із піком репродукції на різних ступенях пасквального й фенісиціального градієнтів.

6. Досліджуваним бобовим рослинам на заплавних луках р. Псел властиві «фенологічні черги» цвітіння, які пом’якшують конкуренцію за запилювачів і сприяють стійкості репродуктивного процесу. Рослини T. pratense зацвітають у середньому 21 травня, M. lupulina - 25 травня, T. repens - 29 травня, M. falcata, L. corniculatus і V. cracca - тільки 30 червня. Установлено виражену гетерогенність популяцій бобових за фенологічним станом рослин.

7. На пасовищах і на сінокосах у бобових трав відбувається прискорення термінів проходження фенофаз. Величина цього прискорення залежить від виду рослини й від типу користування лукою. Найбільшою мірою прискорюється проходження фенофаз у M. lupulina (17,3 ± 2,1 дня), меншою мірою прискорюються терміни настання фенофаз у L. corniculatus і V. cracca: 7,9 ± 0,8 і 5,9 ± 0,8 дня.

8. Вікові спектри досліджуваних бобових трав за відсутності випасання та сінокісінь нормальні, повночленні або рідше неповночленні. Пасовищне та сінокісне користування луками чинить на вікові спектри подібний вплив: вони трансформуються зі збільшенням частки особин старшого генеративного та постгенеративного станів. В окремі роки з популяцій частково або зовсім випадають окремі групи передгенеративних особин. У зв’язку з цим індекс відновлюваності популяцій на пасовищах і сінокосах зменшується, а індекс старіння збільшується. Сінокісні навантаження виявляються більш м’якими для бобових лучних трав, що виражається у збереженні достатньо високої частки молодих особин, і, як результат, в деяких випадках, - збільшення індексу відновлюваності популяції.

9. Віталітетні спектри популяцій у бобових на КД відрізнялися переважанням у популяціях особин вищого й середнього класів віталітету при незначній частці особин класу «с». Індекс якості популяцій Q лежав в амплітуді від 0,35 (L. corniculatus) до 0,48 (T. repens, M. falcata, M. lupulina), що відповідає категорії процвітаючих популяцій.

10. Антропогенні навантаження призводять до зниження індексу якості популяції (Q) і переходу популяцій із категорії процвітаючих до депресивних або рідше до рівноважних (T. repens і M. lupulina). Міра зміни віталітетної структури популяцій за пасквальним і фенісиціальним градієнтами в бобових трав неоднакова. Пасовищні навантаження більше трансформують віталітетну структуру популяцій, ніж сінокісні.

11. Стійкість лучних бобових трав до випасання й сінокосінь визначається поєднанням властивостей їх особин, популяцій і видів. Вона залежала від мінливості й пластичності структурних компонентів особин, збалансованості розвитку вегетативної й генеративної сфер рослин, захищеності бруньок відновлення та діяльності контрактильних коренів, здатності змінювати вертикальну структуру розміщення надземної фітомаси, репродуктивної стратегії рослин і вікової та віталітетної структури їхніх популяцій. Діапазони відносної стійкості лучних бобових трав до випасання й сінокосінь складають ПД1 - ПД2 і ФД1 - ФД3.

12. В якості діагностичних ознак переексплуатації лучних екосистем і критичного стану популяцій бобових кормових трав установлено: а) неповночленність і виражену правобічність вікових спектрів; б) індекс відновлюваності популяцій нижчий за 0,1; в) індекс віталітета популяцій нижче 0,15 з переходом їх до категорії депресивних; г) інсуляризованість популяційних полів. На основі цього розроблено методику експертної оцінки стану лучних екосистем для виявлення територій потенційно придатних для включення до екологічної мережі в якості її ядер або коридорів, яку апробовано й схвалено на Європейському Семінарі (Австрія).

Публікації автора:

1. Злобин Ю.А., Кирильчук Е.С. Популяционная структура пойменных луговых фитоценозов // Изв. ГГУ им. Ф. Скорины. - Гомель: ГГУ, 2005. - № 6 (33). – С. 65-70.

2. Кирильчук К.С. Вплив контрактильних властивостей коренів на стійкість Trifolium pratense L. до пасовищного та сінокісного використання заплавних лук // Укр. ботан. журн. – 2006. – Т. 63, № 2. – С. 229–234.

3. Кирильчук К.С. Вертикальна структура лучного травостою в умовах пасовищного та сінокісного навантаження // Укр. ботан. журн. - 2006. – Т. 63, № 3. – С. 384–391.

4. Кирильчук К.С. Екологія популяцій конюшини лучної на пасовищах у заплаві річки Псел Лісостепової зони України // Питання біоіндикації та екології. – Запоріжжя: ЗНУ. – Вип. 10, № 1, 2005. – С. 21-27.

5. Злобин Ю.А., Скляр В.Г., Бондарева Л.Н., Кирильчук Е.С. Многомерные методы математической статистики в геоботанических и популяционных исследованиях // Матер. Всеукр. наук.–практ. конф. «Сучасні проблеми геоекології та раціонального природокористування Лівобережної України». – Суми: СумДПУ ім. А.С. Макаренка, 2006. – С. 159–168.

6. Кирильчук К.С. Механизмы самоподдержания популяций клевера лугового на пойменных лугах в условиях пастбищной нагрузки // Матер. І Міжнар. наук-практ. конф. «Науковий потенціал світу – 2004». - Дніпропетровськ: Наука і освіта. – Т. 7 – Екологія, 2004 - С. 43-46.

7. Кирильчук К.С. Екологія популяцій конюшини лучної на пасовищах у заплаві річки Псел Лісостепової зони України // Зб. матер. Всеукр. конф. молодих вчених «Сучасні проблеми екології». - Запоріжжя: ЗДУ, 2004. – С. 62-64.

8. Кирильчук К.С. Роль різнотрав’я в рослинних угрупованнях Лісостепової зони України // Матер. наук.-практ. конф. викл., аспір. та студентів СНАУ. – Суми: «Сумська обласна друкарня» - «Козацький вал», 2005. – С. 28-29.

9. Кирильчук К.С. Состояние популяций Lotus corniculatus L. и особенности их функционирования по пасквальному градиенту на пойменных лугах реки Псел // Матер. Всеукр. наук.-практ. конф. «Наукова спадщина академіка М.М. Гришка». – Глухів: ГДУ, 2005. – С. 66-68.

10. Кирильчук К.С. Изменение жизненной стратегии в популяциях Trifolium pratense L. по пасквальному градиенту на пойменных лугах реки Псел // Матер. VIII Міжнар. наук.-практ. конф. «Наука і освіта». – Т. 17 – Екологія. – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2005. – С. 57-60.

11. Кирильчук К.С. Динамика репродуктивного усилия клевера лугового на пойменных лугах реки Псел по градиенту пастбищной дигрессии // Зб. мат. Міжнар. наук.-практ. конф. «Проблеми збереження, відновлення та збагачення біорізноманітності в умовах антропогенно зміненого середовища» (Кривий Ріг). – Дніпропетровськ: Проспект, 2005. – С. 101-103.

12. Кирильчук К.С. Розмноження Lotus corniculatus L. та Trifolium pratense L. на пасовищах природних заплавних лук // Матер. наук.-практ. конф. викл., аспір. та студентів СНАУ. – Суми: Університетська Книга, 2005. – С. 6-7.

13. Кирильчук К.С. Особливості росту та формоутворення в популяціях бобових трав на заплавних луках з різним господарським навантаженням // Матер. XII з’їзду Укр. ботан. тов-ва / Ред.: Ситник К.М. та ін. - Одеса, 2006. – С. 117.

14. Кирильчук К.С. Трансформація віталітетної структури популяцій бобових лучних трав на заплавних луках за градієнтами пасовищної та сінокісної дигресії // Матер. Міжнар. наук.-практ. конф. «Аграрний форум - 2006». - Суми: ВТД «Університетська книга», 2006. – С. 41.