Еколого-біологічні та фітомеліоративні особливості макрофітів, перспективних для використання в озелененні водойм - Автореферат

Макрофіти здійснюють суттєвий вплив на хімічні властивості води та виступають біологічним фільтром у процесі природного самоочищення водойм. Водні макрофіти Правобережного Лісостепу України нараховують 117 судинних видів, переважна більшість яких відзначається декоративними властивостями. Дисертаційна робота виконана в Уманському дендрологічному парку "Софіївка" НАН України в 1991-1998 рр. згідно з планом науково-дослідної роботи відділу репродуктивної біології з теми "Вивчити біоекологічний стан інтродукованих рослин та провести реконструкцію насаджень денропарку "Софіївка" НАН України (шифр теми 2.3.7.307). Мета досліджень - встановлення видової різноманітності водних макрофітів Правобережного Лісостепу й перспективності їх використання в озелененні та в якості біологічних фільтрів; обґрунтування принципів відбору та вирощування водних макрофітів у природних і штучних водоймах; вивчення еколого-біологічних особливостей перспективних видів рослин та зясування впливу їх угруповань на показники якості води. 3) вивчити еколого-біологічні особливості перспективних для озеленення представників водних макрофітів, а саме: а) репродукцію представників екологічних груп та зясувати шляхи її підвищення; б)ріст і розвиток ювенільних особин; в) вплив донних відкладів на ріст і розвиток макрофітів; г) розвиток саджанців макрофітів у природних та штучних водоймах;Більш вивченими у цьому аспекті та у плані використання макрофітів для формування декоративних композицій досі залишаються лататтєві (Дубина, 1982). Майже відсутні регіональні дані екологічних меж умов, в яких водні макрофіти здатні реалізувати декоративні ознаки. Аналіз родового спектра показав, що 21 родина включає лише один рід, з яких тільки Potamogeton L. налічує понад 10 видів; від 5 до 10 видів мають Carex L., Callitriche L., Typha L.; від 2 до 5 видів - 14 родів і по одному виду - 43 роди. Серед водних макрофітів переважають представники повітряно-водної групи (70 видів або 59,8%). За цією ознакою макрофіти умовно можна розділити на три групи: види із широкою, середньою та вузькою екологічною амплітудою (Дубина та ін., 1993).Водойми Правобережного Лісостепу відзначаються видовим різноманіттям, що зумовлено особливостями історичного розвитку регіону, незначним трансформуючим впливом льодовика на басейни річок, більшою різноманітністю і цілісністю гідросистем, порівняно з аналогічними на інших територіях. Виявлений вплив температурного режиму та донних відкладів на початок і тривалість цвітіння водних макрофітів та загальну площу, яку займають пластинки листків. Визначена екологічна амплітуда, у межах якої найбільше реалізуються декоративні ознаки водних макрофітів (початок і тривалість цвітіння, кількість генеративних пагонів тощо). Встановлено, що переважна більшість макрофітів Правобережного Лісостепу відзначається широкою екологічною амплітудою, що вказує на перспективність використання їх в озелененні водойм. Зясовані перспективні шляхи збагачення та поповнення асортименту водних макрофітів для використання їх в озелененні: інтродукцією з регіонів помірних та тропічних зон, вирощуванням форм та різновидностей аборигенної флори, які відзначаються високими декоративними якостями.

2. Основний зміст роботи

1. Водойми Правобережного Лісостепу відзначаються видовим різноманіттям, що зумовлено особливостями історичного розвитку регіону, незначним трансформуючим впливом льодовика на басейни річок, більшою різноманітністю і цілісністю гідросистем, порівняно з аналогічними на інших територіях.

2. Флора судинних макрофітів регіону нараховує 117 видів, які відносяться до 61 роду і 33 родин. Ядро флори складають види плюризональної та бореомеридіональної зональних хорологічних груп. В регіональному відношенні переважають циркумполярна (39,6%) та євразійська (19,8%) хорологічні групи. 32 види є рідкісними та зникаючими, з них чотири - Cladium mariscus, Trapa natans, Nymphoides peltata та Salvinia natans - занесені до Червоної книги України.

3. Обгрунтовані критерії відбору та проведене визначення декоративних якостей водних макрофітів Правобережного Лісостепу на основі тривалості та масовості цвітіння, декоративності (загального вигляду, привабливості) до і після цвітіння, а також вимог до умов місцезростань. Для використання в озелененні запропоновано 86 видів судинних рослин.

4. Запропоновані принципи культивування водних макрофітів (екологічний, ландшафтний, біологічний, ценодинамічний, естетичний, архітектурний, пейзажний, ресурсний, фітомеліоративний та природоохоронний).

5. Досліджені еколого-біологічні особливості росту і розвитку модельних видів водних макрофітів, характерних представників екологічних груп водойм регіону. Встановлена пряма залежність показників якості насіння (насіннєва продуктивність, коефіцієнт семеніфікації) від складу донних відкладів місцезростань. Вивчені особливості формування вегетативних органів розмноження у Hydrocharis morsus-ranae.

Зясований вплив провідних екологічних факторів на ріст і розвиток ювенільних особин модельних видів макрофітів. Встановлено, що інтенсивність формування листків та їх ріст залежать, насамперед, від типу донних відкладів, товщі та температурного режиму води. Виявлений вплив температурного режиму та донних відкладів на початок і тривалість цвітіння водних макрофітів та загальну площу, яку займають пластинки листків.

6. Визначена екологічна амплітуда, у межах якої найбільше реалізуються декоративні ознаки водних макрофітів (початок і тривалість цвітіння, кількість генеративних пагонів тощо). Встановлено, що переважна більшість макрофітів Правобережного Лісостепу відзначається широкою екологічною амплітудою, що вказує на перспективність використання їх в озелененні водойм.

7. Зясовані біологічні особливості вирощування водних макрофітів у природних і штучних умовах. Встановлені оптимальні для приживання строки висадки живців і розміри кореневища і стебел (для Potamogeton lucens).

Виявлені особливості росту і розвитку саджанців протягом чотирьох років вегетації. Встановлено, що за умови оптимального екологічного режиму розвиток модельних видів протягом другого року вегетації наближається до природного. Склад донних відкладів та товща води істотно впливають на формування генеративних пагонів. Встановлений вплив температурного режиму на перезимування особин модельних видів судинних макрофітів.

8. Розроблені принципи формування композицій водних макрофітів у природних та штучних водоймах декоративного призначення: 1) доцільної достатності; 2) економічної доцільності; 3) природності; 4) стійкості новостворених композицій; 5) відновлюваності біогруп макрофітів; 6) можливості регулювання чисельності видів та особин у декоративних композиціях; 7)інтеграції декоративних композицій з існуючими угрупованнями. Запропонована типологічна класифікація водойм Правобережного Лісостепу та проектні схеми озеленення кожного із виділених типів водойм. Їх апробація та реалізація здійснюється на водоймах дендропарку "Софіївка" НАН України.

9. Встановлений вплив макрофітів на показники якості води: динаміку хімічного поглинання кисню, значення PH, вміст іонів NH4 , SO42- , Cl - та твердість води. Доведено, що за умови належної щільності угруповань Potamogeton lucens хімічне поглинання кисню (ХПК) знижується від 7,3 до 3,2 мг/дм3, значення PH підвищується від 6,3 до 8,5, вміст NH4 знижується від 0,68 до 0,45 мг/дм3, SO42- - від 295 до 175 мг/дм3; Cl- - від 48 до 38 мг/дм3; твердість води від 9,6 до 8,2 мг-екв/дм3; Nuphar lutea Nymphaea alba відповідно ХПК від 11,4 мг/дм3 до 9,2, значення PH - від 6,0 до 7,2, NH4 - від 0,92 до 0,78, SO42- - від 348 до 295, Cl- - від 55 до 42 мг/дм3; твердість води від 12,4 до 11,9 мг-екв/дм3.

10. Виявлена акумуляційна та регуляторна роль водних макрофітів у водоймах. На основі підрахунків встановлено, що види модельних угруповань макрофітів протягом періоду вегетації здатні поглинати до 100 кг/га нітратного та амонійного азоту.

11. Обгрунтована необхідність та запропоновані способи регулювання фітомаси макрофітів у водоймах декоративного призначення.

12. Зясовані перспективні шляхи збагачення та поповнення асортименту водних макрофітів для використання їх в озелененні: інтродукцією з регіонів помірних та тропічних зон, вирощуванням форм та різновидностей аборигенної флори, які відзначаються високими декоративними якостями. Наводиться перелік перспективних видів рослин.

По темі дисертації опубліковано 11 робіт

Голуб В.М. Структурно-порівняльний аналіз флори водних макрофітів Правобережного Лісостепу України // Укр. ботан. журн. - 1998. - 55. №1. - С. 57-62.

Голуб В.М. Макрофіти Правобережного Лісотепу України та перспективи їх використання в озелененні водойм. - К., 1998. - 69 с.

Голуб В.М. Фітомеліоративна характеристика деяких макрофітів, перспективних для використання в озелененні водойм.-К., 1998. - 21 с.

Голуб В.М. Біологічні особливості вирощування судинних водних макрофітів різних екологічних груп у штучних водоймах // Сучасні проблеми рослинництва і кормовиробництва (частина 2). - Умань: Уманська сільськогосподарська академія.- 1998.-С. 70-81.

Голуб В.М. Особливості насіннєвої репродукції водних макрофітів та шляхи її підвищення // Збірник наукових праць Уманської сільськогосподарської академії. - Умань: Норма. - 1998.- С. 107-111.

Конспект флори судинних водних макрофітів Правобережного Лісостепу України / Голуб В.М.; Уман. держ. пед. ін-т. - Умань, 1997. - 45 с. - Укр. Деп. в ДНТБ України 02.06.97, №341 - УК 96.

Голуб В.Н. Формирование декоративных композиций в водоемах дендропарка "Софиевка" НАН Украины // Труды междунар. конф. молодых ученых "Проблемы дендрологии, садоводства и цветоводства". - Ялта. - 1994. - С. 27-28.

Голуб В.Н. Флористические особенности водоемов Правобережной Лесостепи Украины // Труды четвертой Всероссийск. конф. по водным растениям. - Борок. - 1995. - С. 22-24.

Голуб В.Н. Эколого-ценотические особенности водоемов Правобережной Лесостепи Украины // Там же. - С. 24-26.

Голуб В.М. Методологічні засади впровадження в озеленення перспективних водних рослин // Матеріали X зїзду Укр. ботан. тов-ва "Проблеми ботаніки і мікології на порозі третього тисячоліття". - Київ-Полтава. - 1997. - С. 179-180.

Голуб В.М. Вирощування Acorus calamus L. в штучних водоймах // Праці четвертої Міжнар. конф. з медичної ботаніки. - Київ. - 1997. - С. 280-281.