Наукова робота. Еколого-фауністична характеристика ентомофауни зелених насаджень урбанізованих територій м. Маріуполя (парк імені Гурова)

Роботу виконала:
Бадамян Аліна Михайлівна,
учениця 11-А класу
Комунального закладу „Спеціалізована
школа з поглибленим вивченням
окремих предметів І-ІІІ ступенів № 4
Маріупольської міської ради Донецької області”

Керівник:
Сімонова Яна Володимирівна,
учителька біології
Комунального закладу „Спеціалізована
школа з поглибленим вивченням
окремих предметів І-ІІІ ступенів № 4
Маріупольської міської ради Донецької області”,
лауреатка IV Всеукраїнського Інтернет-конкурсу
„УЧИТЕЛЬ РОКУ–2019” за версією
науково-популярного природничого журналу
„КОЛОСОК” у номінації „Біологія”

ВСТУП

Характерною рисою цивілізації на Землі є виникнення та розвиток міст. Цей процес характеризується впливом на стан екосистем різного рангу, аж до біосфери. Урбанізація приводить до створення екосистем нового типу – так званих урбоекосистем. Опинившись у нових умовах урбоекосистеми, живі організми змушені або засвоїти це середовище, або загинути [4, 7, 16].

Складна екологічна ситуація, наявність особливих екологічних ніш в урбоекосистемах обумовлює зміни різноманіття та формування специфічних угруповань комах, пов’язаних новими взаємовідносинами [7, 15, 18], тому важливим є всебічне вивчення ентомофауни зелених насаджень, як складової частини дослідження біорізноманіття у нових екологічних умовах.

Необхідність вирішення проблеми збереження різноманіття, стабільності зелених насаджень в урбоекосистемах Приазовського регіону [1, 13, 15, 17] визначають актуальність обраної теми.

Відповідно до вище написаного тема нашої роботи «Еколого-фауністина характеристика ентомофауни зелених насаджень урбанізованих територій м. Маріуполя»

На даний момент дослідження різноманіття ентомофауни зелених насаджень сучасних урбоекосистем можна знайти у роботах Булухто Н.П. [5], Єльнікової Ю.С. [10, 11], Короткової А.А. та Чаріної Є.В. [19, 20] тощо. Методам визначення та узагальненню відомостей про екологічного різноманіття урбоекосистем присвячені праці Мегарран А. [23] та Клаустницера Б. [16]. Однак комплексних досліджень ентомофауни зелених насаджень урбоекосистем промислових міст південного сходу України не було знайдено, що й обумовлює новизну обраної теми.

Об’єкт дослідження: ентомофауна лугопарку імені Гурова м. Маріуполь.

Предмет дослідження: реакції видової структури ентомофауни парку імені Гурова на антропогенне навантаження.

Гіпотеза дослідження: ентомокомплекси урбанізованих територій адаптовані до умов існування, що буде визначати його еколого-трофічну структуру, різноманіття та чисельність.

Доцільно було поставити мету дослідження: вивчення структури ентомофауни зелених насаджень урбанізованих територій м. Маріуполя.

Відповідно до мети дослідження були поставлені наступні завдання:

1. Проаналізувати наукову літературу за проблемою дослідження;
2. Визначити таксономічний склад та кількісне різноманіття комах парку імені Гурова;
3. Визначити еколого-трофічну структуру населення комах за видовим різноманіттям;
4. Розрахувати чисельність, зустрічальність, індекси Маргалефа, Менхініка, Шеннона для різних зон досліджуваної території;
5. Проаналізувати отримані результати;
6. Зробити висновки.

Дослідження проводили протягом травня – серпня 2012 року на території лугопарку імені Гурова м. Маріуполя. Збір матеріалу здійснювали з використанням загальноприйнятих методик.

РОЗДІЛ 1. Місто як середовище існування комах

1.1. Місто як екосистема.

Екологічною системою називають біологічну систему, що складається з угруповання живих організмів, середовища їх існування, системи зв’язків, що здійснює обмін речовиною та енергією між ними [7,14].

Місто – це порівняно нове середовище існування рослин та тварин, особливе за своїми параметрами. Перш за все, місто – це специфічна екосистема (так звана урбоекосистема), що відрізняється від природних угруповань досить низким рівнем розвитку продуцентів та редуцентів (деструкторів) Існування такої системи можливе, якщо людина бере на себе ці функції [7, 21].

Місто уявляє собою з одного боку цілісну геотехнічну систему (посилання), а з іншого – мозаїку екосистем, що займають невеликі площі та різноманітні за характером використання їх людиною [18].

За думкою Б. Клауснитцера [16] багато міських місцепроживань настільки різко ізольовані одине від одного транспортними шляхами та будівлями, що їх можна розглядати як острівні екосистеми.

Мозаїчний розподіл місцепроживань накладається на більш чи менш виражене зонування міського середовища від центра до периферії, що проявляється еколого-фауністичними відмінами угруповань у місцепроживаннях, що розглядаються [16, 19].

Крім того міські екосистеми характеризуються поліморфністю: така екосистема не може точно «вписатися» в жодну з природних чи техногенних підсистем міста. Урбоекосистема міста ніби «вростає» в усі матеріальні структури міста. Це пояснює складність конструктивних втручань в урбоценози з метою їх оптимізації, неможливість їх удосконалення шляхом реконструкції тілько одного виду структури [14, 20].

Просторова ізоляція невеликих різноякісних біотопів та мозаїчність дії різних антропогенних факторів відбору міста формують для тварин, в тому числі й для комах, унікальні «еволюційні полігони». Еволюційні процеси в ентомокомплексах міських екосистем мають особливу специфіку протікання і напрямки, що пояснюється як характеристиками самих комах (наявність адаптацій, генетичні особливості міських популяцій, наявність поліморфізму), так і особливостями міського середовища [20, 22]. Ентомокомплекс у складі урбаністичних екосистем являє собою надорганізменну живу систему з великою кількістю елементів і складною структурою. В залежності від аспекту в якості елемента такої системи можуть бути виділені окремі види комах, популяції або трофічні групи. Ентомокомплекс володіє певними адаптивними можливостями до зовнішнього середовища, які складаються на основі адаптаційних властивостей окремих елементів і структури ентомокомплексу за принципом емерджентності, забезпечуючи ймовірносно-детерміноване функціонування [14, 19, 22].

Таким чином, урбоекосистема – це специфічна екосистема, що характеризується поліморфністю, залежністю від суміжних екосистеми, неврівноваженість основних структур, а також низьким рівнем розвитку продуцентів та деструкторів.

1.2. Фауна та екологія комах урбанізованих територій

У сучасному місті існує багато адаптивних зон, у яких комахи, завдяки своїй екологічній пластичності, реалізують свої життєві схеми. Склад та розподіл комах у місті обумовлені, перед усім, трофічними та топічними зв’язками. Комахи обирають екологічні ніші, у яких зберігаються підходящі для них умови, тобто вони зберігають первинну зональну та біотопічну приуроченість [16].

Міська фауна формується з раніше існуючих видів, а також з видів-емігрантів. У результаті утворюється специфічний комплекс видів, що відрізняється за складом та динамікою від природних варіантів.

У більшості випадків ентомофауна міст формується з еврибіонтів, в особливостях біології яких вже закладені риси, що дозволяють їм існувати в антропогенних умовах [26].

В умовах міста відбувається перебудова ентомокомплексу для підтримання функціональних характеристик, що уявляє собою його адаптацію на системному рівні [20, 22].

Видовий склад зазвичай збіднюється у прямій залежності від інтенсивності дії людини на урбанізовані території, не дивлячись на загальне збільшення їх біотопічного різноманіття. Однак загальна чисельність та біомаса комах збільшується у ряді випадків, що пояснюється адаптацією видів до створених людиною умов [8, 18].

Дослідження Єльнікової Ю.С. [10, 11], Баранніка А.Б. [2], Богатирьова Н.Р. [4], Бутовського Р.О. [6], Ємець В.М. [12] вказують на найбільше різноманнітя за чисельністю та складом ентомокомплексів парків, де зустрічається від 57% до 64% загального видового різноманіття міської ентомофауни.

При цьому спостерігається нерівномірний розподіл видів комах у насадженнях різних типів у черті міста, що пояснюється різними екологічними умовами. За думкою Б. Клауснитцера [16], найбільш значними факторами, що впливають на структуру населення комах, слід вважати розміри, форму насаджень і їх розташування відносно міського центру. Також не останню роль у формуванні ентомокомплексів грають такі фактори, як асортимент зелених насаджень, їх санітарний стан, навантаження автотранспортом, шумове навантаження, присутність людей тощо [3, 4, 6].

Найкраща екологічна ситуація складується у парках, що відрізняються достатньо великою площиною, широким породним складом та добрим станом насаджень. Це певним чином відбивається на структурі ентомокомплексу, забезпечуючи високе видове різноманіття та порівняно низьку чисельність комах у порівнянні з іншими категоріями міських насаджень [7, 8, 17, 20].

Для лісопарків характерне більше видове різноманіття, тоді як чисельність комах практично не поступається такій у парках.

У дворових насадження кількісна чисельність ентомокомплексу значно бідніша за видовим різноманіттям. При цьому спостерігається збільшення чисельності представників, що вказує на високий ступінь ізоляції, та як наслідок нестабільність цих угруповань [8, 21, 22].

Найменш сприятливі умови для існування комах створені у вуличних насадження. Посадки цих типів піддаються інтенсивній дії вихлопних газів. Видовий склад угруповань досить бідний, чисельність особин мінімальна у порівнянні з насадженнями інших екологічних категорій. У цих насадженнях переважають фітофаги, що ведуть прихований або напівприхований спосіб життя, комахи, що відносяться до числа мінерів та галоутворювачів [5, 6, 10, 11].

Таким чином, ентомокомплекси у складі урбаністичних екосистем уявляють собою надорганізменну живу систему з великою кількістю елементів та складною структурою. Ентомокомплекс має певні адаптивні можливості до умов зовнішнього середовища, які складаються на основі адаптаційних властивостей окремих елементів та структури ентомокомплексу. Результатом дії урбанізації на угрупування комах є їх значна перебудова, що виражається у якісних та кількісних змінах структури населення. Подібність якісних характеристик видового складу ентомокомплексів окремих міських екосистем незначна та пов’язана з особливостями екологічних умов та ступенем антропогенної дії. В урбаністичних екосистемах найбільший вплив на біорізноманіття оказують шумове забруднення середовища та радіоактивний фон.

РОЗДІЛ 2. Практична частина

2.1. Характеристика району дослідження

Дослідження проводилися у місті Маріуполь, на території лугопарку імені Гурова.

Маріуполь – місто на південному сході України в Донецькій області на березі Азовського моря в гирлі річок Кальміус і Кальчик. Населення – 485783 чоловік [27]. Місто займає площу 166,0 км². Площа під забудовою – 106,0 км², зелені масиви – 80,6 км². Ґрунти території міста переважно солонцюваті чорноземи, зі значною кількістю підземних ґрунтових вод, що часто призводить до зсувів.

Місцевий клімат помірно-континентальний (позначається близьке розташування до морських пляжів) з тривалим жарким літом (часті посухи і суховії) і короткою м’якою зимою (відлиги, тумани). Район має великими тепловими ресурсами з переважанням в теплу пору року ясних сонячних днів (тривалість сонячного сяйва з травня по вересень – 1544 години). Річна кількість опадів – 400 мм на рік. Водні ресурси в регіоні недостатні. Напрямок вітру взимку переважно східне, влітку – північне [1, 27].

У місті діють 56 промислових підприємств. Промисловість міста багатогалузева з переважанням важкої індустрії, у зв’язку з чим Маріуполь посідає одне з перших місць на Україні за обсягами викидів шкідливих речовин промисловими підприємствами. Найбільшими забруднювачами навколишнього середовища в місті є металургійні комбінати «Азовсталь» і його коксохімічне виробництво та «ММК ім. Ілліча », особливо аглофабрика і доменний цех. Небезпечними забруднюючими речовинами для міста Маріуполя залишаються пил, діоксид азоту, аміак і формальдегід, для яких середньорічні концентрації перевищують ГДК, а рівень високого забруднення стабільний протягом багатьох років [1, 27].

Озеленення Маріуполя значно менше тієї величини, яка приймається за оптимальну. Серед міських насаджень найбільш багатим породним складом відрізняються парки і сквери. Значно менш різноманітні насадження у скверах і на бульварах, що включають 26 видів деревних рослин. Найбільша кількість складають: тополя, в’яз, види кленів. Особливо бідні за складом насадження на набережних і вздовж доріг, представлені переважно тополею, в’язом, акацією [27].

Парк імені Гурова розташований в Кальміуському районі міста Маріуполь, для якого характерним є високий рівень забрудненості повітря. Серед зелених насаджень парку переважають наступні: тополя срібляста, верба біла. Поряд з парком розташований старий сад, основна рослинність якого – яблуня домашня та вишня птича (черешня). Також у парку зростають клен канадський, клен сріблястий, клен татарський, катальпа дивовижна, сосна звичайна, ялина звичайна, шипшина звичайна, спірея біла [1].

Для проведення дослідження територія парку була умовно поділена на 4 зони, що відрізнялися видовим складом рослинності та ступенем антропогенного навантаження (додаток 1, рис 2.1).

ЗОНА 1 включає придорожні території, характеризується найбільшим рівнем антропогенного навантаження у порівнянні з іншими зонами, що пов’язано з близькістю автомагістралі. Серед деревної рослинності переважають верба біла, тополя, срібляста, клен татарський, катальпа дивовижна.

ЗОНА 2 характеризується найменшим антропогенним навантаженням. Основна рослинність: тополя срібляста, клен канадський, яблуня домашня, вишня птича, клен сріблястий

ЗОНА 3 включає території поряд з водоймищем. Територія піддається незначному забрудненню сміттям від харчових продуктів. Деревна рослинність незначна, представлена вербою білою. Серед трав’янистої рослинності переважає очерет озерний.

ЗОНА 4 – це центральна територія парку. Характеризується незначним забрудненням сміттям, шумовим навантаженням. Деревна рослинність незначна, представлена катальпою дивовижною, тополею сріблястою, ялиною звичайною. Напівдерев’яниста рослинність представлена шипшиною звичайною. Переважають декоративні трав’янисті рослини.

2.2. Матеріал та методи дослідження

Дослідження проводили протягом 2016-2018 років на території лугопарку імені Гурова. Об’єкт дослідження: комахи міського лугопарку імені Гурова. Збір матеріалу проводили з використанням загальноприйнятих методик [9, 24, 25].

Прийоми лову та збирання тварин визначали відповідно до способу їх пересування та умов проживання. При зборі комах використовували наступне обладнання: сачок, морилка, пінцет, коробочка для метеликів та бабок, пробірки з пробками, сачки (ентомологічний, повітряний, водний), ванночки

Збір комах у біотопах відкритого типу проводили за допомогою ентомологічного сачка. При цьому використовували наступні прийоми: лов на льоту, «косіння», лов сидячих комах.

Метод «косіння» полягає у наступному: взявши правою рукою вільний кінець палиці, сильними помахами проводили сачком по траві або кущах, справа наліво і назад, розгортаючи вхід в мішок таким чином, щоб він постійно був спрямований у бік руху сачка. Робили однакову кількість помахів (100 р. в кожній серії) на кожній з досліджуваних ділянок. При косінні йшли проти сонця, виробляючи косіння перед собою. «Косіння» проводили 3 рази на добу.

Для косінні у повітрі використовували повітряний сачок. Їм швидко проводили у повітрі, захоплюючи комах. Потім негайно повертали сачок, щоб мішок перекинувся через обруч.

При відборі комах із сачка останніх струшували на дно сачка, яке на 1-2 хвилини поміщали у морилку. Підморених тварин виймали з розкритого сачка пінцетом.

У морилку закладали всіх комах крім метеликів. Для збору метеликів в польових умовах заздалегідь заготовили спеціальні у вигляді трикутного листи.

Метеликів взявши за грудку двома пальцями (великим і вказівним), злегка здавлюють з боків (до хрускоту). При цьому м’язи грудного відділу втрачають здатність скорочуватися.

Малорухомі форми збирали за допомогою пінцету вручну.

Збір тварин у закритих біотопах майже повністю виключає метод косіння ентомологічним сачком. В умовах закритої місцевості збір тварин проводиться в основному вручну, методом струшування.

З’ясування видового складу ґрунтової фауни проводили методом пробних ям. За допомогою лінійки або рулетки на ґрунті в досліджуваній стації відміряється квадрат розміром 50×50 см. У цьому місці риється яма глибиною 30 см. Дослідження ґрунтових мешканців проводили по верствам. При цьому спочатку знімали підстилку, складали на розстелену клейонку і ретельно досліджували. Потім виймали шар ґрунту глибиною 10 см, знову складали на клейонку і досліджували, потім наступний шар ґрунту до глибини 20 см, потім 30 см і глибше. Ґрунт з ями виймали невеликими порціями, щоб краще проглядалися її мешканці. Всіх досліджуваних тварин фіксували на місці.

Збір мешканців водного середовища проводили за допомогою гідробіологічного сачка. Спочатку ловили в товщі води, не торкаючись дна, а потім на дні та поблизу берегової рослинності. Витягнутий з води сачок з водою та спійманими тваринами відразу поміщали в ванночку, потім весь вміст сачку витрушували в ванночку

Збираючи шкідників рослин, звертали увагу на патології в стані рослин. Також збирали пошкоджені частини рослин.

Також ловили комах вночі на світло за допомогою ліхтарика та ентомологічного сачка.

Розбирання та розкладання матеріалу проводили в день збору. За допомогою пінцету зібраних тварин відчищали від сміття.

При наколюванні комаху брали з боків вказівним і великим пальцями лівої руки, тримаючи його спинний стороною догори. Комах розмірами менше 8-10 мм клали на аркуш щільного світлого паперу, затиснутий між пальцями лівої руки, і правою встромляли шпильку в потрібне місце.

Фіксацію тварин проводили сухим способом на ватяних ентомологічних матрациках. Комах наколювали на ентомологічні булавки. Для великих жуків, прямокрилих, бабок, метеликів застосовували товсті булавки № 3; комах середньої величини наколювали на булавки № 1 і 2, а дрібних і дуже вузьких – на булавки № 0 і 00.

Лускокрилих, прямокрилих, перетинчастокрилих та бабок попередньо розправляли на розправлялках. Перед наколюванням комах підсушували 3-5 хвилин на повітрі.

При наколюванні тулуб комахи наколювали на шпильку та закріплювали в жолобки верстата. Крила розправляли на бічних пластинках верстата і щільно притискали до останніх за допомогою смужок паперу, які приколювали шпильками попереду та позаду крил. Приколювання робили таким чином, щоб внутрішній край обох верхніх крил утворював одну пряму лінію, перпендикулярну до поздовжньої осі тіла комахи. Підтягуючи задні крила до передніх, слід злегка підводили їх внутрішній край під передні [9].

Визначення комах проводили за «Визначником комах» М. М. Плавильщикова [24], комах-шкідників визначали за «Визначником комах за ушкодженням культурних рослин» В.Н. Щеголева [25].

Різноманіття населення комах оцінювали за наступними параметрами: видовий склад, чисельність, спектр зоогеографічних груп, трофічна спеціалізація, структура домінування.

Аналіз структури населення виконували шляхом розрахунку індексів, що прийнято використовувати при оцінці різноманіття та рівномірності екосистем [23].

Для розрахунку чисельності комах на одиницю площі використовували формулу Динесмана [9]:

x = N/2RLn, де

x – кількість комах на 1 м²,

N – число комах, що були піймані при косінні,

R – радіус сачка в м,

L – середня довжина шляху, що проходить обруч сачка при кожному помаху,

n – число помахів сачком.

Також розраховували зустрічальність. Зустрічальність – це показник відносного числа проб, в яких представлений даний вид, до загального числа досліджуваних проб, виражений у відсотках [9]:

P = 100n/N, де

n – проби, в яких був знайдений вид,

N – загальна кількість досліджуваних проб.

Для визначення видового різноманіття урбоекосистеми використовували індекс Маргалефа та індекс Менхініка.

Індекс Маркгалефа розраховували за формулою [23]:

D_Mg = (S – 1) / ln N;

індекс Менхініка розраховували за формулою [23]:

D_Mn = S / √N, де

S – число виявлених видів;

N – загальне число всіх виявлених видів S.

Для визначення збалансованості зон парку використовували індекс Шеннона (індекс рівномірності), який показує наскільки рівномірно розподілені значущості видів, тобто оцінює видове різноманіття з розрахунком вкладу, що дає цей вид в угрупування. Індекс Шеннона розраховували за формулою [23]:

H‘= – Σp_ilnp_i, де

p_i – доля особин i-го виду,

Σ – знак суми

ln – натуральний логарифм.

2.3. Аналіз результатів дослідження

Видовий список комах лугопарку імені Гурова м. Маріуполь складає 96 види, що належать до 47 родин та 9 рядів (додаток 4, табл.2.1).

За числом виявлених представників родин перше місце займає ряд Жорсткокрилі – Coleoptera (27 види), за ним у порядку у порядку убування розташовані ряди: Лускокрилі – Lepidoptera (21), Двокрилі – Diptera (12), Перетинчасткрилі – Hymenoptera (10), Прямокрилі – Orthoptera (9), Бабки – Odonata (8), Напівжорткокрилі – Hemiptera (7), Рівнокрилі – Homoptera (2), Поденки – Ephemeroptera (1) (додаток 2, рис.2.2).

Серед родин даних рядів найбільш багаточисельними за кількістю виявлених видів є Пластинчастовусі – Scarabeidae (7), Листоїди – Chrysomelidae (6), Червоноклопи – Pyrrhocoridae (6), Совки – Noctuidae (5), Саранові – Pamphagidae (5).

До видів домінуючих за чисельністю та зустрічальністю відносяться Мошка прикрашена – Simulium ornatum L., Клоп-солдатик – Pyrrhocorus apterus L., Мураха руда лісова – Formica rufa L., Козявка вербова – Lochmaea copreae L.,  Медянниця яблунева – Psylla mali Schm.. До видів субдомінантів можна віднести наступні: Кобилка степова – Asiotmethis moricatus L., Псилобора двадцятидвохкрапкова – Psyllobora vigintiduopunctata L. (додаток 5, табл.2.2; додаток 6, табл.2.3). Кількість інших видів невелика.

У складі ентомокомплексу було зареєстровано 8 еколого-трофічних груп (враховували личинкові стадії та імаго) (додаток 3, рис.2.3). За видовим складом (79% від загальної кількості видів) переважають види, що пошкоджують деревні рослини. Особливо багата за складом група вільноживучих комах з ротовим апаратом гризучого типу – 64 виду (66,7%). Вона включає представників наступних рядів: Рівнокрилі – Homoptera, Напівжорсткокрилі – Hemiptera, Жорсткокрилі – Coleoptera, Перетинчастокрилі – Hymenoptera, Двокрилі – Diptera, Лускокрилі – Lepidoptera. Серед них найбільшим різноманіттям відрізняється ряд Жорсткокрилі – Coleoptera (28,1%).

Тварини, для яких характерний сисний ротовий апарат, складають 51,1% від загальної кількості. Серед них найбільше видове різноманіття та належить ряду Лускокрилі – Lepidoptera.

Значно менш різноманітна група комах, що ведуть прихований спосіб життя: мінери та галоутворювачі. Комплекс мінерів складає 6 видів (6, 2%), що відносяться до рядів Лускокрилі – Lepidoptera (3 види; 3,1%), Жорсткокрилі – Coleoptera (3 види; 3,1%).

Галоутворювачі представлені 1 видом (1%) з ряду Двокрилі – Diptera.

За зустрічальністю та чисельністю переважають комахи з ротовим апаратом сисного типу з ряду Двокрилі – Diptera (69%). Інші еколого-трофічні групи більш бідні за складом та відрізняються низькою чисельністю та зустрічальністю.

За шириною трофічного спектру серед комах домінують олігофаги (80,2%). Видове різноманіття поліфагів складає 16,7%. Особливо бідні за складом монофаги – 3,1% (додаток 2, рис.2.4).

Видова насиченість комплексів комах у різних зонах змінюється у невеликих межах від 93 до 64 видів. Найбільше видове різноманіття було виявлено у ЗОНІ 4 та склало 93 види. Видове різноманіття ЗОНИ 3 було найменшим та склало 64 види, що пов’язано бідним рослинним складом та забрудненням водоймища. У ЗОНАХ 1 і 2 було виявлено 84 та 91 види відповідно. Найбільшим видовим різноманіттям у кожній з зон також характеризуються ряди Жорсткокрилі – Coleoptera та Лускокрилі – Lepidoptera.

Чисельність і зустрічальність  видів у різних зонах є змінною, але найбільш чисельними представниками для всіх чотирьох зон є Мошка прикрашена – Simulium ornatum L., Клоп-солдатик – Pyrrhocorus apterus L.. У ЗОНІ 1 також значну чисельність має вид Козявка вербова – Lochmaea copreae L.. Медянниця яблунева – Psylla mali Schm. – є характерною для ЗОНИ 2. Це пов’язано з видовим складом дерев’янистої рослинності, на якій мешкають Козявка вербова – Lochmaea copreae L. та Медянниця яблунева – Psylla mali Schm. (додаток 7, табл. 2.4).

Для оцінки видового різноманіття та вирівняності зон були розраховані індекси Менхініка, Маргалефа та Шеннона (додаток 7, табл. 2.5).

Найбільше значенням індексу Маргалефа було характерне ЗОНІ 3 – 37,74; найменше – ЗОНІ 1 (8,52). Значення цього індексу в ЗОНАХ 2 і 4 склало 37,22 і 9, 87 відповідно.

За індексом Менхініка найбільш різноманітною є ЗОНА 4 (1,27), в той час як індекс ЗОН 1, 2, 2 складає 0,89, 1, 09, 0,94, відповідно.

Найбільшим різноманітним та рівномірним угрупованням за індексом Шеннона є ЗОНА 2, для якої він складає 2,68. Найменше значення цей індекс сягає у ЗОНІ 1 (1,77).

Зниження індексів Маргалефа та Менхініка є характерним для забруднених територій. Коливання різноманіття за індексом Шеннона вказує на значний вклад у видове різноманіття малочисельних виді. Значення індексів свідчать про значну збалансованість та стійкість комплексів ЗОНИ 2 і 3, що пов’язано з різноманіттям деревної рослинності у цих зонах, ніж у ЗОНІ 3, а також меншого антропогенного навантаження, ніж у ЗОНІ 1.

Отримані дані показали, що зони парку, де проводилися дослідження різняться за рядом факторів, які сприяють формуванню своєрідних біотопів, що характеризуються відповідним складом ентомофауни, її видовим різноманіттям, збалансованістю, чисельністю та зустрічальністю видів.

ВИСНОВКИ

Урбоекосистема – це специфічна екосистема, що відрізняється від природних угруповань досить низьким рівнем розвитку продуцентів та редуцентів. Сучасна урбоекосистема характеризується певними адаптивними зонами, в яких комахи, завдяки своїй екологічній пластичності, реалізують власні життєві схеми. Такими адаптивними зонами є зелені насадження міста, відповідно доцільним є дослідження різноманіття комах у цих зонах.

Дослідження проводили протягом травня-серпня 2012 року на території парку імені Гурова м. Маріуполя. Територія була умовно поділена на 4 зони відповідно до складу рослинності та рівня антропогенного навантаження. Для збору матеріалу використовували загальноприйняті методи.

Було встановлено, що комплекс комах у парку імені Гурова складає 96 видів з 9 рядів. У формування фауни провідну роль грають ряди Жорсткокрилі – Coleoptera (26,1%) та Сітчастокрилі – Lepidoptera (21, 4%) від загального видового складу.

Ряд Жорсткокрилі – Coleoptera представлений 10 родинами, з яких за видовим різноманіттям виділяється родина Пластинчастовусі – Scarabeidae (7 видів). У ряді Сітчастокрилі найчисельнішою є родина Совки – Noctuidae (5 видів).

До видів домінуючих за чисельністю, відносяться Мошка прикрашена – Simulium ornatum L., Клоп-солдатик – Pyrrhocorus apterus L., Мураха руда лісова – Formica rufa L. Кількість інших видів незначна.

У складі ентомокомплексу було зареєстровано 8 еколого-трофічних груп. За видовим різноманіттям домінуючими є види з ротовим апаратом гризучого типу – 64 види (66,7%). Ця група включає представників наступних рядів: Рівнокрилі – Homoptera, Напівжорсткокрилі – Hemiptera, Жорсткокрилі – Coleoptera, Перетинчастокрилі – Hymenoptera, Двокрилі – Diptera, Лускокрилі – Lepidoptera. Серед них найбільшим різноманіттям відрізняється ряд Жорсткокрилі – Coleoptera (28,1%).

Тварини, для яких характерний сисний ротовий апарат, складають 51,1% від загальної кількості. Серед цих тварин найбільше видове різноманіття та чисельність належать ряду Лускокрилі – Lepidoptera. На мінерів та галоутворювачів приходиться 6,2 % та 1% відповідно.

За зустрічальністю та чисельністю переважають комахи з ротовим апаратом сисного типу з ряду Двокрилі – Diptera (69%).

За шириною трофічного спектру серед комах домінують олігофаги (80,2%). Видове різноманіття поліфагів складає 16,7%. Особливо бідні за складом монофаги – 3,1%.

Видова насиченість комплексів комах у різних зонах змінюється у невеликих межах від 92 до 63 видів. Найбільше видове різноманіття виявлено у ЗОНІ 4 та складає 92 види. Найменше видове різноманіття притаманне для ЗОНИ 3 – 63 види, що пов’язано з бідним рослинним складом та забрудненням водоймища. Найбільшим видовим різноманіттям у кожній з зон характеризуються ряди Жорсткокрилі – Coleoptera та Лускокрилі – Lepidoptera.

Чисельність і зустрічальність видів у різних зонах є змінною, але найбільш чисельними представниками для всіх чотирьох зон є Мошка прикрашена – Simulium ornatum L., Клоп-солдатик – Pyrrhocorus apterus L.. У ЗОНІ 1 також значну чисельність має вид Козявка вербова – Lochmaea copreae L.. Медянниця яблунева – Psylla mali Schm. – є характерною для ЗОНИ 2. Це пов’язано з видовим складом дерев’янистої рослинності, на якій мешкають Козявка вербова – Lochmaea copreae L. та Медянниця яблунева – Psylla mali Schm..

Найбільшим значенням індексу Маргалефа характеризується ЗОНА 3 – 37,74; найменшим – ЗОНА 1 (8,52). Значення цього індексу в ЗОНАХ 2 і 4 складає 37,22 і 9, 87 відповідно.

За індексом Менхініка найбільш різноманітною є ЗОНА 4 (1,27), в той час як індекс ЗОН 1, 2, 3 складає 0,89, 1, 09, 0,94, відповідно.

Найбільшим різноманітним та рівномірним угрупованням за індексом Шеннона є ЗОНА 2, для якої він складає 2,68. Найменше значення цей індекс сягає у ЗОНІ 1 (1,77).

Зниження індексів Маргалефа та Менхініка є характерним для забруднених територій. Коливання різноманіття за індексом Шеннона вказує на значний вклад у видове різноманіття малочисельних виді. Значення індексів свідчать про значну збалансованість та стійкість комплексів ЗОНИ 2 і 3, що пов’язано з різноманіттям деревної рослинності у цих зонах, ніж у ЗОНІ 3, а також меншого антропогенного навантаження, ніж у ЗОНІ 1.

Отримані показники індексі вказують на реакцію видової структури ентомофауни на антропогенне навантаження. По мірі зниження різноманіття насаджень та збільшення антропогенного пресу видове різноманіття комах знижується, збільшується чисельність більш адаптованих видів, система стає менш збалансованою, що може призвести до деградації комплексу комах.

Відповідно до отриманих даних можна стверджувати, що ентомофауна парку імені Гурова є відносно збалансованим ті врівноваженим комплексом, що свідчить про стійкість цієї системи до умов міського середовища. Проте спостерігається залежність ентомологічного різноманіття від таких факторів, як різноманіття рослин (особливо дерев), а також антропогенних впливів (загазованість повітря і шумове навантаження).

Результати даної робота можна використовувати для визначення видового різноманіття урбоекосистем, визначення норми антропогенного навантаження, прогнозування стану біоти при створенні нових урбоекосистем, а також з метою біоіндикації міського середовища.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Андросова А.Ю., Головко Т.Б., Шакула О.А. Мариуполь и его окрестности: взгляд из ХХІ века. Природа Донецкого Пиазовья. – Мариуполь: Издательство «Рената», 2006. – 100 с.
2. Баранник А.П. Насекомые зеленых насаждений населенных пунктов Кемеровской области // Насекомые в экосистемах лесной зоны Сибири. — Томск: Изд-во Томского ун-та, – С. 90-91.
3. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем // Под ред. Р. Шуберта. – М.: Мир, 1988. – 350 с.
4. Богатырев Н.Р. Антропогенные воздействия на сообщества насекомых. – Новосибирск, 1985. – С. 128-134.
5. Булухто Н.П., Чарина Е.В. К вопросу об изучении энтомофауны парковых насаждений // Сб. науч. тр. преподавателей, аспирантов и студентов ТГПУ им. Л.Н. Толстого. – Тула: Изд-во Тул. гос. пед. ун-та, 2000. – С. 302-306.
6. Бутовский P.O. Автотранспортные загрязнение и энтомофауна. – «Агрохимия». – 1990. – №4. – С. 139-
7. Владимиров В.В., Алексашина В.В. Экологические проблемы антропогенного воздействия на городскую среду. Охрана и улучшение городской среды // Итоги науки и техн. ВИНИТИ. – Сер. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. – 1988. – №22. – С. 43-106.
8. Горленко С.В., Панько Н.А. Формирование микрофлоры и энтомофауны городских зеленых насаждений – Минск: Наука и техника, 1972. – С. 42.
9. Дунаев Е.А. Методы эколого-энтомологических исследований. – М. МосгорСЮН, 1997. – 44 с.
10. Ельникова, Ю.С. Дендрофильные насекомые городских насаждений города Волгограда / Ю.С. Ельникова // Эколого-экономические оценки регионального развития: материалы круглого стола. г. Волгоград, 30 марта 2009 г. – Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2009. – С. 225–230.
11. Ельникова, Ю.С. Состав и биотопическое распределение насекомых в городских насаждениях / Ю.С. Ельникова // Экологические проблемы природных и антропогенных территорий: сб. науч. ст. I Междунар. науч.-практ. конф. – Чебоксары: Тип. «Новое Время», 2011. – С. 84–85.
12. Емец В. М. Динамика популяционной структуры насекомых и механизмы устойчивости популяций к антропогенным воздействиям// Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. д. б. н.. – М., 1997. – 25 с.
13. Ильченко И.А.. К вопросу об учете климатических условий при выработке стратегии управления параметрами городской среды обитания // Сб. докладов IV Международной научно-практической конференции «Проблемы регионального управления, экономики, права и инновационных процессов в образовании». – Таганрог, 2005. – Т.2. – С.64–73.
14. Казначеев В.П. Проблемы экологии города и экологии человека // Урбоэкология. Научный совет по проблемам биосферы. – М.: Наука, 1990. –С. 7-17.
15. Кантур Т.В. Екологічна ситуація в Укаїні // Матеріали IV Всеукраїнської студентської наукової конференції «Сучасні проблеми природничих наук», Ніжин 22-23 квітня 2009 р. – НДУ ім.. М.Гоголя. – С. 92.
16. Клаусницер Б. Экология городской фауны. – М.: Мир, 1990. – 246 с.
17. Коломоец Т.П., Воробьев Н.М. Принципы защиты зеленых насаждений от вредителей в г. Донецке // Интродукция и акклиматизация растений. – Киев, – Вып. 7. – С. 70-72.
18. Коломыц Э.Г., Розенберг Г. С., Глебова О.В., Сурова Н.А., Сидоренко М.В., Юнина В.П. Природный комплекс большого города: Ландшафтно-экологический анализ // Наука/Интерпериодика. – М.: Наука; МАИК. – – 286 с.
19. Короткова А.А. Системные механизмы адаптации энтомокомплекса в урбанистических условиях: Автореф. дис. д-ра биол. наук: 05.13.01. – Тула, 2004. – 23 с.
20. Короткова А.А., Чарина Е.В. Энтомофауна городского парка в условиях рекреационной нагрузки // Региональные проблемы прикладной экологии. Тез. докл. откр. науч.-практ. конф. – Белгород, 1998. – С. 89-90.
21. Мазинг В. Проблемы экологии города // Город и экология // Междунар. Совещ. по экол. подходу к планированию городов: Суздаль, СССР, 2430 сентября1984. – Т. – М., 1987. – С. 145-150.
22. Машинцов Е.А. Влияние техногенного загрязнения на энтомофауну урбанизированных экосистем // Объединенный научный журнал. – 2002. – № 35(58). – С. 65-67.
23. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение. – М.: Мир, – 184 с .
24. Определитель насекомых по повреждениям культурных растений / Под ред. В.Н. Щёголева. – М.-Л.: Сельхозгиз, 1960. – 604 с.
25. Плавильщиков Н.Н. Определитель насекомых (дополненное издание). – Москва: «Топикал», 1994. – 554 с.
26. Чернов Ю. И. Структура животного населения Субарктики. – М.: Наука, 1978. – С 67.

ІНТЕРНЕТ-РЕСУРСИ

27. http://ru.wikipedia.org/wiki/Мариуполь

ДОДАТКИ

Додаток 2

Рис. 2.1 Розподіл по зонах території проведення дослідження

Додаток 2

Рис 2.2  Співвідношення рядів комах у парку імені Гурова

Рис. 2.4  Різноманіття видів комах за шириною трофічного спектру

Рис 2.3  Співвідношення еколого-трофічних груп ентомокомплексу лугопарку імені Гурова за видовим різноманіттям

Додаток 4

Таблиця 2.1

Різноманіття ентомофауни парку імені Гурова

Додаток 5

Таблиця 2.2

Чисельність видів у різних зонах парку імені Гурова

Додаток 6

Таблиця 2.3

Зустрічальність видів у різних зонах парку імені Гурова

Додаток 7

Таблиця 2.4

Найчисленніші види різних зон парку

Таблиця 2.5

Індекси видового різноманіття комах у різних зонах парку імені Гурова.