УДК 504.064.3:504.75

Йоркіна Н.В. (Україна, Мелітополь)

асистент кафедри екології і зоології Мелітопольського державного педагогічного університету ім. Б. Хмельницького

Безхребетні як біоіндикатори

якості едафотопів урбоекосистеми Мелітополя

Будь-яке місто являє собою складну урбоекосистему, де під впливом антропогенної діяльності відбуваються значні зміни навколишнього природного середовища. Людина забруднює повітря, воду і ґрунт, а потім, за принципом зворотного зв'язку, ці трансформовані компоненти впливають на неї. Однак якщо повітряне і водне середовища мобільні і відносно швидко змінюються, то в ґрунті впродовж певного часу накопичуються небезпечні речовини (наприклад, важкі метали). Вони акумулюються в тканинах рослин, а згодом потрапляють в їжу до людини. Отже, виникає необхідність швидкої і ефективної оцінки стану ґрунтового покриву міста з метою попередження можливих негативних наслідків.

Основною відмінністю міських ґрунтів від природних є наявність діагностичного горизонту – урбіку. Саме ця частина ґрунтового покриву найбільш схильна до інтенсивного антропогенного впливу. Тому й становить найбільший інтерес для екологічного моніторингу [2].

Головна особливість забруднення міських ґрунтів – спільний вплив на них великої кількості джерел забруднення, таких як промислові підприємства, автотранспорт, будівництво, протиожеледні суміші та ін. Внаслідок збільшення концентрацій сполук металів (Сu, Pb, Zn) в ґрунті, виникає небезпека для урбоекосистеми в цілому. Пригнічується ґрунтова мезофауна, порушуються процеси амоніфікації і нітрифікації. У зв'язку з цим ґрунт збіднюється елементами живлення рослин і стає фітотоксичним. Таким чином, відбувається збіднення флористичного складу та спрощення структури фітоценозів, зниження їхньої продуктивності, порушення екологічної рівноваги в природних співтовариствах [8].

Особливістю літосферного забруднення є величезне накопичення важких металів у верхньому шарі ґрунту. А оскільки переміщення вниз по профілю важких металів слабко виражене, техногенна акумуляція накладається на біогенну. Ряд авторів вказує на ще одну характерну рису міських ґрунтів – наявність великої кількості легко розчинних солей в ґрунтовому профілі, що призводить до порушення зональних природних процесів ґрунтоутворення і пригноблення міської рослинності [2, 7, 8]. Сучасні екотоксикологічні дослідження свідчать про те, що під впливом антропогенної трансформації міські ґрунти набувають ряду специфічних особливостей. Їх основні групи – природні і штучні насипні ґрунти кардинально відрізняються один від одного як за фізико-хімічними показниками, так і за особливостями акумуляції забруднюючих речовин [5]. Не випадково багато вчених диференціювали ґрунти змінених міських територій на ті, які мають природне походження і субстрати, отримані в результаті діяльності людини. Відповідно до класифікації М.Н. Строганової всі ґрунти міста діляться на природні непорушені, природні порушені, антропогенні урбаноземи і урботехноземи [7].

Для оцінки екологічного стану ґрунтів традиційно застосовують фізико-хімічні методи (атомно-абсорбційна спектрофотометрія, рН-метрія та ін.). Проте останнім часом все більшої популярності набувають малозатратні, ефективні і швидкі методи біоіндикації. Згідно з дослідженнями М.С. Гілярова, в діагностиці антропогенно трансформованих ґрунтів найбільшу індикаційну цінність представляють великі безхребетні. Це цілком зрозуміло, оскільки стенобіонтні організми ідеальні в ролі біоіндикаторів різного сольового режиму ґрунту. Так, представники родів Bledius найбільш типові для солонцевих і солончакових ґрунтових комплексів. Наявність таких безхребетних як мокриці, багатоніжки, равлики вказує на високий вміст карбонатів у ґрунті. Поширення дощового черв'яка свідчить про високий вміст карбонатів у ґрунтах [9]. До того ж співтовариства безхребетних реагують на антропогенний вплив набагато раніше, ніж це можна виявити на основі хімічних аналізів ґрунту або фізичних вимірювань.

Деякі автори вказують на можливість використання ґрунтових безхребетних в якості індикаторів забруднення довкілля радіонуклідами. Найчастіше ґрунтова мезофауна виступає і як додатковий засіб при хімічних аналізах забруднення середовища важкими металами. Отримано відомості про акумулювання безхребетними таких елементів як плюмбум, кадмій, купрум та інших металів [9].

Відомо, що фіто- та зооценози як екологічні системи компенсують вплив на них екологічно небезпечних факторів за рахунок толерантності [4]. При їх пороговому значенні толерантність екосистеми досягає максимуму. По мірі подальшого зростання екологічно небезпечних чинників толерантність знижується до величини, необхідної для підтримки стабільності системи на більш низькому рівні. Коли ж рівень екологічно небезпечних факторів досягне критичного значення, потенціал толерантності екосистеми буде вичерпано. При цьому зміна адаптаційних можливостей живих організмів відбувається стрибкоподібно.

Означена закономірність простежується в будь-якій урбоекосистемі. Кожен біоіндикатор за зовнішніми ознаками характеризується показником відносного біорізноманіття та щільністю популяції груп біоіндикаторів щодо їх максимального значення. Добуток цих показників визначає життєвість біоіндикаторів в забрудненому середовищі існування. При цьому показник життєвості звичайно виражають у відсотках від максимально можливої величини [1].

Все вищесказане ми враховували при визначенні ступеня забруднення ґрунтів міста Мелітополя. В залежності від чутливості до забруднення ґрунту, представники ґрунтової мезофауни були розділені на групи з відповідними коефіцієнтами [1]:

- Мокриці мешкають у відносно чистому ґрунті (Wмк = 1);

- Молюски і дощові черв'яки живуть в помірно забрудненому ґрунті (Wм, ч = 0,8);

- Наявність павукоподібних свідчить про слабке забруднення ґрунтів (Wп = 0,6);

- Багатоніжки адаптуються в середньо забрудненому ґрунті (Wмн = 0,4).

Метод біоіндикації якості ґрунту базувався на порівнянні показника життєвості безхребетних ґрунтових тварин на досліджуваній і контрольній ділянках.

Комплексний екологічний моніторинг і біоіндикаційна оцінка проводилася на території міста Мелітополя, де були виділені функціональні зони, які характеризуються різним ступенем забруднення ґрунтового покриву.

1. Район заводу «Рефма»: територія заводу (зона виробничого об'єкта), траса Мелітополь-Маріуполь (транспортна магістраль);

2. Кізіяр: сади Філібера (територія рекреаційного призначення), Кізіярская балка (житловий масив);

3. Центр: міський парк (територія рекреаційного призначення), район готелю «Мелітополь» (житловий масив);

4. Новий Мелітополь: район заводу МЗТГ (зона виробничого об'єкта), район дач на Новому Мелітополі (житловий масив);

5. Телецентр: траса Мелітополь-Сімферополь (транспортна магістраль);

6. Південний переїзд: Каховське шосе (транспортна магістраль);

7. Піщане: район школи № 6 (житловий масив), міське звалище (пустир);

8. Лісопарк: район тубдиспансеру (зона рекреаційного призначення);

9. Авіамістечко (житловий масив).

За результатами хіміко-фізичних досліджень ґрунтів міста Мелітополя встановлені їх відмінності у різних функціональних зонах (житловий масив, територія рекреаційного призначення, зона виробничого об'єкта, транспортна магістраль) міста за показниками рН, засоленості, вмісту рухомих форм важких металів (свинцю, цинку, кадмію та хрому). Самими неблагополучними виявилися ділянки, розташовані поблизу автомагістралей (Мікрорайон, Телецентр, Південний переїзд, район заводу «Рефма», Новий Мелітополь).

За показниками життєвості ґрунтової мезофауни нами виділені: кризові (Південний переїзд, район заводу «Рефма»), критичні (Новий Мелітополь, Телецентр), напружені (Мікрорайон, Кізіяр, Піщане, Авіамістечко, Лісопарк) зони.

Література:

1. Бадтиев Ю.С. Биоиндикация – малозатратный и эффективный метод познания / Ю.С. Бадтиев, А.А. Кулемин // Экологический вестник России. – 2001. – № 1. – С. 38–41.

2. Калабеков А. Л. Проблемы экологии: Экологический мониторинг в оценке загрязнения городской среды / А.Л. Калабеков. – М.: ИМ-Информ, 2003. – 216 с.

3. Кучерявый В.П. Урбоекологія. — JIьвів: Світ, 1999. — 346 с.

4. Реймерс Н.Ф. Природопользование: [словарь-справочник] / Н.Ф. Реймерс. – М.: Мысль, 1990. – 637 с.

5. Сает Ю.Е. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин. – М.: Недра, 1990. – 335 с.

6. Стольберг Ф.В. Экология города / Ф.В. Стольберг. – Киев: Либра, 2000. – 464 с.

7. Строганова М.Н. Городские почвы: генезис, классификация, экологическое значение (на примере г. Москвы): автореф. дис. …доктора биол. наук / М.Н. Строганова. – М., 1998. – 71 с.

8. Фролов А.К. Окружающая среда крупного города и жизнь растений в нем. – СПб.: Наука, 1998. – 328 с.

9. Шуберт Р. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / Р. Шуберт. – Москва: Мир, 1988. – 345 с.

10. Яницкий О. Н. Экология города. Зарубежные междисциплинарные концепции / О.Н. Яницкий. – М., 1984. – 240 с.