Мягченко О.П. Основи екології

Подождите немного. Документ загружается.

Розділ 2. Прикладні аспекти екології

зу сформувалася сучасна атмосфера, що і привело до глобальних змін

на планеті. Тому говорять про космічну роль рослин у планетарних

процесах. Вони стали основою для еволюції тварин. За рахунок фото-

синтезу в рослинах утворюються вуглеводи, в хімічних зв’язках яких

накопичується енергія – 2875 кдж на моль речовини, яку викорис-

товують тварини, люди. Шляхом фіксації вуглекислого газу рослини

щорічно синтезують в середньому 1,4 кг органічних речовин на 1 кв.

м, а в тропіках – 2,3. Деякі водорості: пурпурні, сіркобактерії, залі-

зо-, марганцеві бактерії тощо функціонують, наприклад, за схемою:

СО

+nН

S→(СН

О)n + nН

О + nS. Завдяки таким організмам у при-

роді виникли деякі родовища сірки, заліза, марганцю.

Загальна маса вуглецю, що є основою життя, в організмах рос-

лин і тварин складає близько 12 трлн т. У процесі фотосинтезу він

з неорганічних форм переходить в органічні – в живі організми у

вигляді складних органічних сполук. Щорічно вищі рослини та во-

дорості поглинають при фотосинтезі 200 млрд т вуглецю, запасають

величезну кількість енергії, необхідної для всього живого. В цьому

їхня космічна роль, що найбільш характерно для лісів.

Різним організмам на процес дихання сучасного запасу кисню

може вистачити на 2000 років. Вуглекислий газ, що міститься в ат-

мосфері Землі, може забезпечити потреби рослин у ньому на 300–395

років. Зі знищенням лісів щорічно знижується кількість кисню в ат-

мосфері на 10–12 млрд т. Це результат збільшення швидкості спус-

телення, площа пустель збільшується зі швидкістю від 4 до 22 га за

хвилину. Тепер вони займають на планеті понад 4 млрд га. Під загро-

зою опустелення знаходяться ще 30 млн км

(19% суші, в тому числі

південні області України, Північне Причорномор’я, Приазов’я).

Для сучасної людини значення рослин величезне, тому що

вони – основа її життя, підтримують гомеостаз – сталість біосфери,

вони утворили запаси деяких сучасних родовищ корисних копалин (ву-

гілля, нафта, газ), забезпечують ґрунтам водоохоронні та протиерозійні

властивості. Завдяки рослинам спрацьовує закономірність: ліс > вода >

врожай > життя, але за останні 10 тис. років знищено 2/3 площ лісових

масивів і утворилося 500 млн га пустель. Ліс береже воду, а вода – це

життя. Відоме поняття – лісистість водозбору – ступінь залісеності во-

дозбірного басейну річки. Найбільша лісистість водозбору (50–80%) ха-

рактерна для Карпат і Кримських гір, а найменша (2–3%) – для степової

зони України. Чим нижчий цей показник, тим більше вірогідність про-

цесів спустелення.

Основи екології

Всі сучасні пустелі – результат антропогенної діяльності людей,

результат їх вогневого або підсічного землеробства. Рослини є інди-

каторами стану ґрунтів, інтенсивності їх забруднення. Наприклад,

там де ростуть вовчелико, печіночниця, лілія саранка, міститься ве-

лика кількість мінеральних речовин; плауни, росянки – вказують на

кислі, бідні гумусом ґрунти.

Рослини – стійкі організми: спори мохів залишаються живими

близько 30 років, насіння метеликових, мальвових – 50 років, насін-

ня лотоса зберігає властивість до проростання близько 2000 років.

Але і рослини мають межі витривалості до навантажень, особливо

антропогенних.

Велика кількість рослин використовується в харчовій, фарма-

цевтичній промисловості. Флора світу нараховує 17 тис. видів лі-

карських рослин, але використовуються тільки 624, а з них 40 видів,

введених в культуру, щорічно постачають 10 тис. т лікарської сиро-

вини, але з 15 видів дикоростучих видобувають 20 тис. т.

Цінність рослин проявляється при вирішенні енергетичної кри-

зи, тому що вони можуть заповнити нестачу нафтопродуктів. Так,

один гектар молочаю може дати 4–20 тис. літрів соку, з якого можна

одержати автомобільне пальне, менш токсичне, чим бензин, а 300

кв. км таких насаджень можуть забезпечити паливом весь автомото-

парк США. Ряд дерев сімейства Euphorbiaceae здатні відновлювати

вуглекислий газ до вуглеводнів – «нафтоносні дерева». Отже ліси –

основа життя і недаремно вважається, що людина не марно жила на

світі, якщо посадила та виростила хоча б одне дерево.

Питання

1. Що таке фотосинтез, його значення в природі?

2. Що таке гомеостаз, його значення в біосфері?

3. Які функції, значення рослин?

4. Що таке опустелювання, які причини цього явища?

2.7.1. Флоро-фауністичний склад України

Біота України нараховує понад 70 тис. видів, з них флора та мі-

кобіота – понад 27 тис. – гриби і слизовики – 15 тис., водорості – 5

тис., лишайники – 1,2 тис., мохи – 800 і судинні рослини – 5,1 тис.,

включаючи найважливіші культурні види, а з урахуванням екзотів,

які вирощуються в ботанічних садах, – понад 7,5 тис. видів. Всього в

Україні поширено понад 3,5 тис. природних рослинних угруповань.

Розділ 2. Прикладні аспекти екології

Тільки в межах Північного Приазов’я України налічується

близько 1500 видів рослин, які утворюють геоботанічні райони –

Новоазовський, Володарський, Приазовський, Якимівський та Ге-

нічеський. Відміни між ними залежать від кліматичних умов, осо-

бливостей ґрунтів та рельєфу. Найбільш цікавими є Володарський,

Приазовський та Якимівський.

Значною частиною Причорноморської степової геоботанічної

провінції в межах Північного Приазов’я є каховсько-молочансько-

бердянський геоботанічний округ, який є також частиною При-

азовської низовини та Причорноморської височини. В минулому

водороздільні простори були зайняті типчаково-ковиловою рослин-

ністю з переважанням щільнодернинних злаків, а серед різнотрав’я

домінували ксерофіти (сухоквіткові). Для цього округа характерна

відсутність лісів, але наявна специфічна лучна рослинність низовин

(подів). Степи тут розорані, а їх залишки можна спостерігати лише

на схилах річкових долин та в заповідних територіях.

Структурним елементом рослинних спільнот є галофітні луки,

які характерні для Присивашя, де переважають безкільниця, прибе-

режниця, кермеки – Каспійський, Азовський, подорожник примор-

ський. Досить звичайні тут і рослини солончакових пустель – соле-

рос, галіміоне та сарсазан. Отже в Присивашші можна спостерігати

усі переходи від луків до солончакових пустель та спустелених сте-

пів. Присивашшя – місце, де можна збирати для селекції кормові

трави, які можуть витримувати значне засолення ґрунту. Це перед

усім солестійкі злаки – безкільниця, прибережниця, а також осо-

бливі екотипи житняка, пирію, конюшини.

Слід сказати про адвентивну (лат. – занесений, пришлий) рос-

линність, або занесену. Таке явище тепер дуже поширене з-за різко-

го підвищення міграції людей при подорожах, при транспортуванні

вантажів. Так, на територію Європи, а згодом в Україну потрапили

американські бур’яни – дурнишник, щириця, циклахена, дуже не-

безпечна амброзія. Остання рослина небезпечна як для сільсько-

господарських тварин, так і для людей, бо її пилок викликає важкі

алергічні захворювання. Циклахена небезпечна для худоби і викли-

кає сінну пропасницю. Але не всі адвентивні рослини повністю при-

живаються на нових місцях. Деякі з них досить швидко зникають,

не витримавши конкуренції з аборигенними рослинами, деякі легко

пристосовуються до нових умов. Наприклад мишій, який засмічує

овочеві та баштанні культури.

Основи екології

Важливими є псамофітні степи, які пов’язані з піщаними або

піщано-черепашковими ґрунтами, що притаманні морському узбе-

режжю, косам та пересипам. Але зустрічаються вони тільки фраг-

ментарними ділянками, де були умови для їх збереження – відсут-

ність випасу худоби, розорювання ґрунтів. Ділянки таких степів

збереглися на Арабатській стрілці. Тут переважають характерні для

піщаних ґрунтів злаки – ковила дніпровська, колосняк піщаний,

осока колхидська, катран приморський, синьоголовник примор-

ський, а з кущів – тамариск.

Цікава степова рослинність, в якій зосереджено цінний рослин-

ний генофонд. Окремі, дуже невеликі ділянки її збереглися в балках

між Бердянськом та Приморськом. Це, зокрема, болевалія сармат-

ська, астрагал Український, подорожник голоквітковий, тюльпан

дібровний, молочай тонкостебловий, карагана скіфська. Тут ще зу-

стрічаються лапчатка східна, мак азовський, мак гібридний, мала-

байла пахуча, кирказон ломиносоподібний, фіалка духм’яна, які в

інших місцях значно скоротилися. Особливий інтерес має реліктова

рослина цимбохазма дніпровська, яка тут зберіглася ще з третинно-

го часу.

Зустрічаються в Приазов’ї і ділянки опустеленого степу –

багатотравно-типчаково-ковильна та типчаково-ковильна рослинність.

На схилах, у потаємних місцях можна зустріти білоквіт літній – багато-

річну рослину заввишки 30–50 см, цвіте у квітні – травні і знищується

для букетів. Потребує повної охорони. Інша цінна декоративна росли-

на – брандушка з родини лілейних.

Дуже характерна злакова рослинність: периста та волосиста ко-

вила, типчак, тонконіг, вогнище безосте, пирій повзучий та сизий.

Вони, разом з іншими рослинами, виконують важливу функцію –

закріплюють піщані береги. Закріплюючи піски, вони перетворюють

їх у нерухому масу. Цьому сприяють колосняк чорноморський, си-

ньоголовник, катран, які створюють заслін для багатьох видів інших

рослин. У цьому угрупуванні цікавим є колосняк чорноморський як

цінний вид для роботи селекціонерів з його можливим схрещуван-

ням з пшеницею.

Галофітно пустельні угрупування займають низовинні ділянки

з сильно засоленими ґрунтами – солерос трав’янистий, сведа солон-

чакова, кермек. Цікавим для цих рослин є здатність змінювати з по-

холоданням зелений колір на червоний, багряний. Це обумовлено

Розділ 2. Прикладні аспекти екології

накопиченням антоцианів – речовин фенольної природи, які мають

червоне забарвлення. Біологічне значення червоного забарвлення –

пересторога від похолодання, бо клітини такого кольору краще про-

гріваються, а інтенсивність фотосинтезу підвищується.

Аридні, тобто посушливі умови Північного Приазов’я, Причорномор’я,

степового Криму в цілому зумовили подібність засобів пристосування

рослин. Разом з тим вони набули ряд особливостей, спрямованих на під-

тримку водного балансу. Це, наприклад, здатність періодично втрачати

значну кількість річного приросту, що характерно для тамарикса, коли

частина гілочок цього куща з настанням спеки відпадає. У більш північ-

них районах це явище не спостерігається. Інші види, наприклад лілейні,

впадають у глибоку депресію при зменшенні вологості ґрунту. Недостат-

ність вологи є вирішальним моментом у подальшому розвитку Північ-

ного Приазов’я, зокрема розвитку штучних насаджень.

Особливе місце займають водно-болотні угіддя, які за Рамсар-

ською угодою повинні знаходитися під захистом закону. Тепер у сві-

ті налічується 590 таких територій загальною площею 36,7 млн га.

Україна має 22 таких території, з яких Центральний Сиваш з пло-

щею 80 га, Східний Сиваш – 165, Каркінітська та Джарилгацька за-

токи Чорного моря – 87 га, які межують з Північним Приазов’ям.

У Північному Приазов’ї до цього переліку належать територія

Молочного лиману – 22,4 га, Обитічна затока та коса – площею 2,0

га, Бердянська затока і однойменна коса та заплава річки Берда – 1,8

га (території Запорізької області), Білосарайська затока та коса –

2,0 га, Крива коса і затока – 1,4 га (на території Донецької області).

Значення їх відоме – для гніздування та розмноження птахів,

нересту риб, а також загальне природоохоронне значення. На жаль,

на цих територіях Північного Приазов’я ведеться активне полюван-

ня, що викликає не тільки руйнування місцевих біоценозів, а й отру-

єння довкілля свинцем, від чого потерпає і тваринний світ.

Рослини виконують роль біофільтрів повітря – вони поглина-

ють з нього шкідливі для здоров’я речовини. Тому їх роль в населе-

них пунктах, особливо у великих містах, курортних, рекреаційних

місцевостях, неоціненна.

За вегетаційний період 1 га соснового лісу уловлює 32 т пилу,

дубового – 54, букового – 68 т, один екземпляр чорної тополі – 44

кг, а сріблистої – 53 кг пилу. Один га ялівцевого лісу за добу виді-

ляє 30 кг, інші хвойні – 5, листяні – 2 кг фітонцидів, що знищують

шкідливі, хвороботворні мікроорганізми.

Основи екології

Фітонциди ялівцю знищують коклюшну паличку та збудників

дифтерії, летючі виділення дуба убивають збудників тифу за 10–15

хв., берези і тополі знешкоджують золотистий стафілокок, листя

бузини відлякують кліщів. Завдяки фітонцидам в одному лісового

повітря міститься 200–300 бактерій, а в міському в 200–250 разів

більше.

Ми ще дуже мало знаємо про рослини, їх корисні властивості, але

занадто швидко й у великій кількості знищуємо, особливо ліси. Один

гектар хвойних порід затримує за рік до 40 т пилу, а листяних – близь-

ко 100.

Питання

1. Що таке рослини з екологічної точки зору?

2. Охарактеризуйте всі відомі Вам аспекти значення рослин.

3. Який основний склад біоти України?

4. Які геоботанічні райони складають Північне Приазов’я?

5. Що таке адвентивна рослинність, її значення?

2.7.2. Екологія тваринного світу

Тварини (гетеротрофи) – основний компонент навколишнього

природного середовища, національне багатство, джерело духовного

та естетичного збагачення і виховання людей, об’єкт наукових до-

сліджень. Фауна (сукупність всіх тварин) України налічує понад

45 тис. видів, з них комах 35 тис., членистоногі без комах – 3,4

тис., черви – 3,2 тис. тощо. Об’єктами тваринного світу є: хордові, в

тому числі хребетні (ссавці, птахи, плазуни, земноводні, риби та інші

істоти) і безхребетні (членистоногі, молюски, голкошкірі та інші)

тварини в усьому їх видовому та популяційному різноманітті на всіх

стадіях розвитку (ембріони, яйця, лялечки тощо), які перебувають

у стані природної волі; частини диких тварин, корисні продукти їх

життєдіяльності, нори, хатки, лігва, мурашники, боброві загати та

інше житло і споруди тварин, які підлягають захисту законом (Див.

табл. №8-10, Дод. 2).

Особливої уваги потребують ссавці, більшість з яких занесені до

Червоної книги – це комахоїдні: підковоніс малий, вечірниця мала,

нетопир середземноморський, їжак вухатий; гризуни: мишівка сте-

пова, тушканчик великий; китоподібні з родини дельфінових – азов-

ка, хижі тварини: тхір степовий, перев’язка звичайна.

Розділ 2. Прикладні аспекти екології

Підковоноси, або кажани, які ведуть нічний спосіб життя, жив-

ляться в польоті в основному комахами – двокрилими, лускокри-

лими та дрібними жуками. Найбільш розповсюджений нетопир се-

редземноморський – в центральній частині Північного Приазов’я,

чисельність якого дуже низька, але трохи вища, чим інших названих

кажанів. Спостерігається вночі у Бердянську, Маріуполі з раннього

літа до осені.

Їжак вухатий, чисельність якого дуже незначна, спостерігається

у степовій місцевості – в Хомутовському степу. Тхір степовий, від-

несений до рідкісних видів, а перев’язка звичайна – вразливий вид.

Вони занесені до Червоної книги, але чисельність швидко зменшу-

ється під впливом антропогенного навантаження.

Дельфін азовка, або пихтун, став рідкісним видом, що пов’язано

із зменшенням кормових ресурсів, хімічним забрудненням морської

води. Живиться він рибами – придонними (бички) та пелагічними

(атерина, хамса). В Азовському морі налічується кілька тисяч його

особин. Тварина занесена в 1973 р. до Конвенції про міжнародну

торгівлю видами дикої фауни та флори, які перебувають під загро-

зою зникнення, а в 1991 р. до Європейського Червоного списку, але

чисельність продовжує зменшуватися.

Багато видів тварин знаходяться в дуже депресивному стані і тому

вимагають охорони. Зокрема до Червоної Книги України занесені 7

видів ссавців, 21 вид птахів, 2 види плазунів, 8 видів риб, 18 видів ко-

мах, один вид кільчастих червів. Тільки за останні 350 років у світі

назавжди зникли понад 60 видів наземних тварин, 100 видів птахів і

третина з них – за останні 50 років. Багато хто з них були ендеміками.

(гр. – місцевий), близько 1000 перебувають під загрозою зникнення.

Для збереження представників флори і фауни, відновлення

чисельності тих видів, які знаходяться під загрозою зникнення, в

Україні створено 200 територій та об’єктів природно-заповідного

фонду загальною площею майже 25 тис. га. Ці території мають не

лише науково-практичне, пізнавальне, й рекреаційно-культурне

призначення.

Унікальна вся територія Північного Приазов’я яка, на відміну

від інших регіонів України, не зазнавала оледеніння. Тут зберігли-

ся численні види ендеміків, реліктів, цікавих геологічних об’єктів.

Північне Приазов’я – частина Лівобережно-Придніпровської геобо-

танічної провінції, яку складають території Полтавської, Дніпропе-

тровської, Запорізької і Донецької областей.

Основи екології

За палеонтологічними даними, на всій території Північного

Кавказу, півдня України, від Румунії до Іспанії був субтропічний

клімат. На цих просторах в пліоцені і до початку четвертинного пе-

ріоду, тобто від 5 до 1 млн. років тому назад тут була савана – суб-

тропічний степ, в якому мешкали слони, антилопи, бізони, саблезубі

тигри, страуси. Скам’янілі рештки таких тварин і тепер іноді знахо-

дять у лесових ґрунтах, на прибережних зсувах.

Питання

1. Який стан біорізноманіття тварин в Україні?

2. Які тварини занесені до Червоної Книги України?

3. Який сучасний стан тваринного світу України, її регіонів?

4. Чим тварини відрізняються від рослин?

2.7.3. Основи ландшафтної екології

Поняття про ландшафти як природно-територіальні комп-

лекси, їх класифікація. Вплив господарської діяльності людей

на ландшафти. Ландшафти – еталони природного середовища.

Необхідність охорони ландшафтів. Охорона ландшафтів як

найбільш ефективна форма збереження рослинного і тварин-

ного світу. Виникнення і розвиток заповідної справи. Заповідні

території, їх класифікація, значення. Стан і перспективи роз-

витку заповідних територій у світі, в Україні. Коротка харак-

теристика найбільш відомих заповідних територій України.

Ландшафт (нім. – загальний вигляд певної території) – це лі-

торальна (рельєфна) або акваторіальна система, що складається з

природної, антропогенної систем, які генетично зв’язані між собою

єдиним геологічним фундаментом, однаковим рельєфом, гідроклі-

матичним режимом, спільністю ґрунтів і біоценозів. Його компонен-

тами можуть бути: гірські породи, води, льодовики, сніги, ґрунти,

повітряні маси, флора та фауна, які утворюють ярусну структуру.

Ландшафт – відкрита система, що функціонує і розвивається під

впливом природних, а тепер і антропогенних факторів діяльності

людини. Це території однорідні за походженням, розвитком, з одна-

ковим геологічним фундаментом, рельєфом, однотипними погодно-

кліматичними умовами, ґрунтовим покривом, біоценозами. Ланд-

шафти, як і рослин та тварин, класифікують. Найвища таксономічна

одиниця – це тип, для якого характерні найбільш загальні риси у

Розділ 2. Прикладні аспекти екології

будові ландшафту. Наприклад – тропічні, субтропічні, арктичні,

субарктичні ландшафти. Більш нижчий ранг – підтип, для якого

характерні другорядні зональні ознаки. Після цього наступний сту-

пінь – клас та підклас. Так, виділяють класи рівнинних та гірських

ландшафтів. Гірські ландшафти утворюють 3 підкласи – низько-, се-

редньо- та високогірські ландафти. У класі рівнинних ландшафтів

виділяють 2 підкласи – низовинні та узвишшя. Останній, найниж-

чий ступінь класифікації – вид, яких може налічуватися сотні.

Різноманітні види природокористування – промислове, сіль-

ськогосподарське, рекреаційне змінюють природні ландшафти, що

представлено на карті (рис. 9).

Рис. 9. Антропогенна зміненість ландшафтів

Промисловість здійснює впливи на ландшафти переважно

шляхом їх забруднення – викиди в атмосферу, скиди шкідливих

речовин у водойми. Підприємства хімічної, металургійної галузей,

автомобільного транспорту є джерелами забруднення речовинами

першого (надзвичайно небезпечні) та другого (дуже небезпечні)

класів шкідливих речовин. У зонах впливу промислових підпри-

ємств сільськогосподарські землі забруднені промисловими токси-

Основи екології

кантами в радіусі 3–50 км, які трофічними ланцюгами мігрують в

організм людини.

В залежності від походження виділяють природні, антропогенні,

геохімічні (певний склад і концентрація певних хімічних елементів

на даній території), культурні (поля, луки), акультурні, болотні, гео-

графічні (території однакові або близькі за основними ознаками –

геологічні, гідрологічні, кліматичні, ґрунтові) та інші види ландшаф-

тів. Ландшафт складається з більш дрібних структур – фацій (гр.

– вигляд), сукупність яких утворює урочище – наприклад солонча-

кова западина, степова западина. Межі фації визначає рослинність.

Сукупність урочищ утворює місцевість з певним ландшафтом. Для

урочища характерні певні фізико-географічні процеси – стік води,

міграція хімічних елементів, накопичення або винос органічних та

неорганічних речовин.

В ландшафтах діють позитивні або негативні зворотні зв’язки,

проявляється саморегуляція процесів, сигнальні форми зв’язку між

їх блоками. Тому ландшафти розглядають як речовинно-енергетичні,

інформаційні геосистеми.

На Поліссі внаслідок осушувальної меліорації інтенсифікува-

лись процеси дефляції ( лат. – видувати, здувати) ґрунтів на 28% те-

риторії, зросли щорічні втрати гумусу до 5 млн т, скоротилися пло-

щі лісів і запасів торфу. Все це порушило баланс водного режиму не

лише поверхневих вод, а й агроландшафтів.

На території Лісостепової зони в результаті водної лінійної та

площинної ерозії зменшився шар гумусу, зросла еродованість ґрун-

тів – хімічна, механічна, особливо на лівобережній частині.

Для Степової зони характерні зміни ландшафтів через захоро-

нення промислових відходів (Донецько-Придніпровський регіон),

надмірне зрошення викликало заболочення, вторинне засолення

ґрунтів.

Нині в Україні майже не залишилось не змінених господар-

ською діяльністю природних ландшафтів. Мало змінені, переважно

вторинні лісові насадження (штучні), заболочені території, заповід-

ники становлять не більше 15–20% території України, хоча повинні

складати 40–60%. Отже, це небезпечно, бо сприяє негативним не-

зворотнім геоекологічним, біоекологічним процесам.

Будь-який ландшафт складається з певної кількості фацій та

урочищ, комбінації яких створюють індивідуальний ландшафт. На-