Анотація до роботи:

Кунах О. М. Розмаїття ґрунтової мезофауни центральної заплави р. Самара в умовах штучного забруднення середовища – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. – Дніпропетровський національний університет, Дніпропетровськ, 2006.

В дисертації вивчено ґрунтову мезофауну центральної заплави р. Самара та міграцію важких металів – нікелю і свинцю – профілем заплавно-лучного ґрунту під час польового експерименту. Було показано, що активність ґрунтової мезофауни є важливим чинником, який впливає на характер розподілу полютантів ґрунтовим профілем. Важкі метали викликають зміни біологічної активності ґрунту, яка в роботі була розглянута на прикладі протеолітичної і целюлозолітичної активності. Також під токсикогенним впливом змінюються трофічна і топічна структури тваринного населення ґрунту. За допомогою регресійного аналізу трофічна і топічна структури ґрунтової мезофауни дозволяють пояснити значну частину мінливості протеолітичної та целюлозолітичної активності ґрунту. В лабораторному експерименті було вивчено вплив забруднення ґрунту нікелем та свинцем на модельну екосистему, що складалася з ґрунту, автотрофу (пшениця) та гетеротрофу (дощові черв’яки) у різних комбінаціях. Продемонстровано, що різноманіття модельної екосистеми суттєво впливає на її функціональні властивості.

1. Еколого-фауністичний аналіз показав, що представники ґрунтової мезофауни центральної заплави р. Самара відносяться до наступних таксономічних груп: павукоподібні (Araneamorpha), ракоподібні (Crustacea), комахи (Insecta), молюски (Mollusca), багатоніжки (Myriapoda), малощетинкові (Oligohaeta). Усього виявлено 41 вид ґрунтових безхребетних. Чисельність ґрунтової мезофауни протягом року перебуває на рівні 800–952 екз./м2, а біомаса – 47–55 г/м2.

2. Екологічним наслідком забруднення ґрунту важкими металами є зниження чисельності і біомаси ґрунтових безхребетних. Ступінь зниження кількості ґрунтових тварин залежить від рівня токсичного забруднення. При внесенні в ґрунт нікелю і свинцю в кількості, необхідній для досягнення рівня 2 і 5 ГДК у верхньому 10 см шарі , наслідки для ґрунтової фауни виявляються навіть через рік після моменту забруднення.

3. Кількість видів і чисельність тваринного населення протягом експерименту демонструють тісний позитивний кореляційний зв’язок. Немає достовірного зв’язку між кількістю видів і біомасою. Ці особливості свідчать, що кількість видів змінюється в основному за рахунок тварин із незначною біомасою.

4. Між показниками екологічного розмаїття, такими як кількість видів і індекси розмаїття Шеннона, Сімпсона, Бергера–Паркера, існує позитивний кореляційний зв’язок. Стосовно числа видів, сила зв’язку убуває в ряді: індекс Шеннона, індекс Сімпсона, індекс Бергера–Паркера. Цей кількісний результат є наслідком властивостей зазначених індексів. Їх чутливість у зазначеній послідовності зміщується від урахування безлічі рідкісних видів до оцінки кількісної участі в угрупованні домінантних видів.

5. Вирівняність по Пілоу інваріантна до числа видів. Індекс Пілоу має зворотній кореляційний зв’язок з чисельністю і біомасою угруповання ґрунтових тварин. Таким чином, зміна чисельності і біомаси відбувається не за рахунок пропорційної зміни усіх видів угруповання, а за рахунок пріоритетної зміни більш чисельних видів.

6. Застосування індексу вирівняності дозволяє кількісно оцінити процеси міграції металів в горизонтальному і вертикальному напрямках. Вирівнювання розподілу металів у вертикальному напрямку відбувається більш активно, ніж у горизонтальному. При цьому тварини відіграють дуже важливу роль у процесі активізації горизонтальної міграції металів.

7. Швидкість очищення ґрунту зростає за рахунок зоогенного фактора. При цьому активізація горизонтальної міграції металів під впливом ґрунтових тварин достовірно сприяє як зниженню максимальних концентрацій токсикантів у ґрунті, так і прискоренню їх вертикальної міграції, а також виведенню токсикантів за межі ґрунтового профілю.

8. Дію токсичного впливу важких металів відчувають представники різних трофічних груп, що знаходить своє відображення у зниженні загальної біомаси угруповання ґрунтових безхребетних при наростанні токсичного пресу. Але більш суттєво знижується біомаса ґрунтових сапрофагів, унаслідок чого частка цієї трофічної групи в загальній біомасі зменшується в експериментальних варіантах з вищою концентрацією токсичних речовин.

9. Розмаїття функціональних груп ґрунтової мезофауни впливає на динаміку протеолітичної і целюлозолітичної активності ґрунту при забрудненні нікелем і свинцем. Трофічна і топічна структура ґрунтової мезофауни може пояснити 52–92% мінливості протеолітичної і целюлозолітичної активності ґрунту.

10. Лабораторно-екологічний експеримент доводить, що реакція дощових черв’яків на забруднення ґрунту нікелем і свинцем зазнає істотного впливу з боку екологічного оточення тварин у вигляді автотрофного блоку. Експериментальна модель у найпростішому вигляді демонструє мінливість чутливості тварин до забруднення при зміні розмаїття екосистеми. Ускладнення системи значно пом’якшує гостроту токсичного впливу нікелю і свинцю.

11. Лабораторно-екологічний експеримент демонструє функціональні наслідки зміни розмаїття екологічної системи. Найважливішим функціональним наслідком збільшення розмаїття експериментальної системи в умовах забруднення важкими металами є стабілізація ґрунтових ферментативних процесів. Це явище має місце відносно як протеолітичної, так і целюлозолітичної активності. Зміни характеру впливу гетеротрофних і автотрофних організмів при їх спільній дії на біологічну активність варто розглядати як виникнення механізму зворотнього зв’язку, що має регулювальні властивості для підтримки гомеостазу системи.

Публікації автора:

1. Пахомов А.Е., Смирнов Ю.Б., Байбуз О.Н. Зооэкологическая и геохимическая характеристика почвенной мезофауны искусственных белоакациевых насаждений приводораздельно-балочного ландшафта Присамарья // Вісник Дніпропетровського університету. Серія: Біологія. Екологія. – 2000. – Випуск 7. – С. 3-7.

2. Пахомов А.Е., Байбуз О.Н., Мисюра А.Н. Сравнительная характеристика содержания микроэлементов в организме различных видов дождевых червей с урбанизированной территории и использование этих показателей для биоиндикационного картографирования городской среды г. Днепродзержинска // Вісник Дніпропетровського університету. Серія: Біологія. Екологія. – 2001. – Випуск 9. – Т. 1. – С. 97-101.

3. Пахомов А.Е., Байбуз О.Н., Смирнов Ю.Б. Трансформация и транслокация тяжелых металлов в системе почва – растение – животное в экспериментальных и природных условиях // Вісник Дніпропетровського університету. Серія: Біологія. Екологія. – 2002. – Випуск 10. – Т. 1. – С.27-30.

4. Пахомов О.Є., Смирнов Ю.Б., Байбуз О.М. Зооекологічна характеристика грунтової мезофауни деяких біогеоценозів Придніпров’я // Вісник Дніпропетровського університету. Серія: Біологія. Екологія. – 2002. – Випуск 10. – Т. 2. – С. 208-215.

5. Пахомов О.Є., Кунах О.М. Дощові черв’яки в умовах експериментального забруднення ґрунту нікелем та свинцем в присутності пшениці // Вісник Запорізького університету. Серія: Фізико-математичні науки. Біологічні науки. – 2004. – №2. – С. 192-196.

6. Кунах О.Н. Экологическое разнообразие животного населения почвы в условиях загрязнения среды тяжелыми металлами // Екологія і ноосферологія. - Київ, Дніпропетровськ. – 2005. – Т. 16, № 3-4. – С. 188-201.

7. Кунах О.Н. Динамика содержания никеля и свинца в профиле пойменной лугово-лесной почвы в эксперименте // Вісник Дніпропетровського університету. Серія: Біологія. Екологія. – 2005. – Вип. 13. – Т. 1. – С. 97-101.

8. Смирнов Ю.Б., Байбуз О.Н. Современное состояние биоразнообразия почвенной мезофауны байрачных дубрав Присамарья // Чтения памяти А.А.Браунера. – Одесса. – 2000. – С. 19-23.

9. Пахомов О. Є., Кунах О. М. Функціональне різноманіття ґрунтової мезофауни заплавних степових лісів в умовах штучного забруднення середовища. – Д.: Вид-во ДНУ, 2005. – 324 С.

10. Пахомов А.Е., Кунах О.Н., Кожемяка О.Н. Изменение микробиологической активности почвы степных лесов под влиянием копролитов Lumbricidae в условиях антропогенного пресса // Тези II Міжнародної наукової конференції “Біорізноманіття та роль зооценозу у природних та антропогенних екосистемах”. – Дніпропетровськ: ДНУ. – 2003. – С. 142-143.

11. Кунах О.Н. Почвенная мезофауна в условиях экспериментального загрязнения тяжелыми металлами // Материалы IV(XIV) Всероссийского совещания по почвенной зоологии “Экологическое разнообразие почвенной биоты и биопродуктивность почв”. - Тюмень. – 2005. – С. 78-79.

12. Кунах О.Н. Почвенная мезофауна центральной поймы р.Самара // Типологія лісів степової зони, їх біорізноманіття та охорона. – Тези доповідей міжнародної конференції. – Дніпропетровськ. – 2005. – С.159-161.

13. Кунах О. М. Структура домінування тваринного населення ґрунту центральної заплави р.Самара в умовах експериментального забруднення важкими металами // Тези III Міжнародної наукової конференції “Біорізноманіття та роль зооценозу у природних та антропогенних екосистемах”. – Дніпропетровськ: ДНУ. – 2005. – С. 195-196.

14. Кунах О. М. Трофічний аспект функціонального розмаїття тваринного населення ґрунту за умов забруднення ґрунту важкими металами // Екологічні дослідження у промислових регіонах України: Матеріали Всеукраїнскької науково-практичної конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ. – 2005. – С. 109–111.