Миленька М.М. Біоіндикаційна оцінка екологічного стану Бурштинської урбоекосистеми. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. – Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, 2009.
Дисертація присвячена дослідженню екологічного стану Бурштинської урбоекосистеми методами екологічної діагностики, біотестування та біоіндикації. Установлено неоднорідність напруги екологічних факторів у межах різнофункціональних екотопів за всіма застосованими критеріями.
Показано просторову гетерогенність забруднення важкими металами ґрунтів міста та листкового опаду деревних рослин. Виявлено видоспецифічні особливості металоакумулюючої здатності фітоіндикаторів.
Встановлено зростання токсико-мутагенного фону території за показниками цитотоксичності, кластогенності та гаметоцидності факторів.
Досліджено зміни біохімічних і морфометричних параметрів деревних рослин-індикаторів під впливом урботехногенних стресорів. Виділено найбільш інформативні тест-ознаки на кожному рівні біоіндикаційних досліджень.
Визначено ступінь кореляційно-регресійних залежностей між цитогенетичними, біохімічними та морфологічними показниками біоіндикаторів і рівнем металонавантаження.
Дано комплексну інтегральну оцінку екологічного стану різнофункціональних зон Бурштинської урбоекосистеми.
Рекомендовано деревні види для формування еколого-ефективних культур фітоценозів і види, найбільш придатні для активного й пасивного моніторингу урбанізованих і техногенно змінених територій.
У дисертаційній роботі дано оцінку екологічного стану Бурштинської урбоекосистеми, показано просторову гетерогенність забруднення мікроедафотопів і листового опаду важкими металами, неоднорідність мутагенного фону й інтенсивності впливу урботехногенних чинників на деревні рослини.
Мікроедафотопи Бурштинської урбоекосистеми характеризуються підвищеним вмістом рухомих форм Pb, Cu, Cd, Ni, Fe та зниженими концентраціями Zn порівняно з фоновою територією. Особливості розподілу концентрацій металів у ґрунтах визначаються характером та інтенсивністю антропогенного впливу. Піки максимальних концентрацій Pb та Cu встановлені в придорожніх зонах урбоекосистеми (відповідно 4,7 та 2,4мг/кг при фонових значеннях – 0,75 та 0,57 мг/кг); Cd – у зонах аграрного використання (0,78 мг/кг при 0,14 мг/кг на фоновій територій); Ni та Fe – на ПП БуТЕС (3,4 та 6,4 мг/кг порівняно з 1,6 та 2,0 мг/кг).
Вміст важких металів у листовому опаді деревних рослин різнофункціональних зон міста у 2,5 – 6,5 раз перевищує фонові показники. Забруднення опаду важкими металами відбувається в основному за рахунок фоліарного надходження. Домінуючим джерелом потрапляння Pb, Cu, Cd, Ni до урбоекосистеми є викиди БуТЕС.
Ґрунти Бурштинської урбоекосистеми відзначаються підвищеним кластогенним і цитотоксичним ефектом, що проявляється в Allium cepa- тесті інгібіцією мітотичної активності, порушенням динаміки клітинного циклу, зростанням відсотка аберантних ана-телофаз та індукцією мікроядер. Генотоксичний ефект варіює залежно від характеру господарського використання території і сягає максимуму на ПП БуТЕС, у придорожній та аграрній зонах. В їх межах інтегральний умовний показник ушкодження тест-об’єкта складає 0,80; 0,84 та 0,92, що відповідає «надзвичайно небезпечному» рівню токсико-мутагенної напруги. Цитогенетичні параметри знаходяться в тісній кореляційній залежності зі ступенем забруднення ґрунту важкими металами.
Вплив урботехногенних чинників досліджуваної території має виражений гаметоцидний ефект, що проявляється депресивними змінами чоловічого гаметофіту деревних рослин: зростанням частки безкрохмальних пилкових зерен, інгібіцією процесу формування пилкової трубки, зниженням інтенсивності проростання пилку та зростанням його морфологічної різноякісності. Тест на життєздатність пилку є найбільш інформативним маркером ранніх генетичних порушень.
Максимальною резистентністю до дії урботехногенних факторів Бурштина володіє чоловічий гаметофіт Salix caprea L.; мінімальною – Populus pyramidalis Roz. Коефіцієнти стерильності пилку зазначених видів складають у різнофункціональних зонах відповідно 1,47 – 4,39 та 2,04 –11,25. Найвищий інтегральний умовний показник ушкодження біоіндикатора констатовано на придорожніх ділянках (0,73) та ПП БуТЕС (1,00), що відповідає «небезпечному» та «надзвичайно небезпечному» рівню токсико-мутагенної напруги.
Показники молекулярного рівня біоіндикаційних досліджень (акумуляція вільного проліну, стан фотосинтетичної системи та порушення нітрогенного обміну) деревних рослин в умовах урбоекосистеми Бурштина мають видоспецифічний характер. Апроксимаційно рівню урботехногенного навантаження в листках деревних рослин зменшується сума хлорофільних пігментів (до 76%) і відношення хлорофілів a/b (до 5,5 рази) та зростає вміст небілкових сполук нітрогену (до 3,3 рази). Найбільш перспективними для індикації на молекулярному рівні в умовах Бурштинської урбоекосистеми є Populus pyramidalis Roz. та Tilia cordata Mill.
Денроморфологічні показники (площа листкової пластинки та некротизація листка) слугують інформативними біоіндикаційними ознаками урботехногенного впливу. Найбільш перспективним видом для морфометричної індикації є Tilia cordata Mill. В умовах різнофункціональних зон Бурштинської урбоекосистеми відбувається зменшення площі листкових пластинок в 1,3 – 1,9 раза та збільшення некротизованої поверхні листків в 1,7 – 9,7 раза.
Чутливість деревних рослин є видоспеціфічною. Для кумулятивної індикації довкілля найбільш придатним видом є Salix caprea L., для оцінки мутагенного фону та проведення досліджень на молекулярному рівні – Populus pyramidalis Roz., при морфометричній індикації – Tilia cordata Mill., що необхідно враховувати при моніторингових дослідженнях. З огляду на значну толерантность до дії урботехногенних факторів, Salix caprea L. та Acer negundo L. є перспективними для створення міських культурфітоценозів і санітарних насаджень промислових підприємств. Морфофункціональні параметри деревних рослин тісно корелюють (R2>0,5) із концентрацією важких металів в опаді.
У межах урбоекосистеми Бурштина виділено гетерогенні за ступенем забруднення зони, рівень трансформації яких визначається урбогенним градієнтом впливу на фоні техногенного чинника, зумовленого діяльністю БуТЕС. До помірно забруднених належить зона комплексного озеленення міста; селітебна й аграрна зони відносяться до категорії середньо забруднених, а на придорожніх ділянках і ПП БуТЕС рівень трансформації є максимальним, що вимагає диференційованого підхолу до озеленення міської теритрії.
Для оптимізації міського середовща рекомендується розширити зону комплексного озеленення із використанням деревних рослин-індикаторів і фітомеліорантів (Tilia cordata Mill., Populus pyramidalis Roz., Betula pendula Roth., Cerasus vulgaris L., Malus domestica L., Acer negundo L. Salix caprea L.).
Публікації автора:
Статті в наукових фахових виданнях:
Миленька М. М. Стан пилку окремих деревних видів як індикаційна ознака ступеня техногенного забруднення довкілля / М. М. Миленька // Наук. вісник Чернівецького ун-ту: Зб. наук. праць. – 2008. – Вип. 416: Біологія. – С. 46 – 51.
Миленька М. М. Використання деревних видів для діагностики екологічного стану довкілля урбанізованих територій / М. М. Миленька // Лісівництво і агролісомеліорація. – Харків: УкрНДІЛГА, 2008. – Вип. 114. – С. 111 – 114.
Миленька М. М. Вміст фотосинтетичних пігментів у листках Tilia cordata Mill. та Acer negundo L. за умови урботехногенного забруднення довкілля / М. М. Миленька // Вісник Львівського лісотехнічного університету. – 2008. – Вип. 18.11. – С. 201 – 206.
Миленька М. М. Життєздатність пилку деревних рослин як критерій якості навколишнього середовища / М. М. Миленька // Екологія та ноосферологія. – 2009. – Т. 20. – С.181 – 187.
Миленька М. М. Цитогенетична оцінка стану ґрунтів Бурштинської урбоекосистеми / М. М. Миленька // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. біол. – 2009. – Вип. 49. – С. 128 – 137.
Парпан В. І. Вміст вільного проліну у листках деревних рослин як індикаційна ознака екологічного стану урбанізованих територій / В. І. Парпан, М. М. Миленька // Наук. зап. Держ. природознавчого музею. – 2009. – Вип. 25. – С. 155 – 156.
(Дисертантом виконані відбір проб матеріалу, лабораторно-аналітичні дослідження, статистична обробка даних і написання статті).
Парпан В. І. Деревні рослини як кумулятивні індикатори забруднення довкілля важкими металами / В. І. Парпан, М. М. Миленька // Наук. зап. Тернопільського нац. педагогічного ун-ту. – 2008. – № 4 (38). – С. 93 – 97.
(Дисертантом виконані відбір проб листового опаду, його підготовка до лабораторного аналізу, статистична обробка результатів і написання статті).
Статті в інших виданнях:
Миленька М. М. Регіональна сітка біомоніторингу для вивчення стану екологічних систем на техногенно трансформованих територіях / М. М. Миленька // Вісник Прикарпатського нац. ун-ту. – 2007. – Вип.VII –VIII. – С. 244 – 248.
Случик В. М. Особливості математичного аналізу та інтерпретації даних екогенетичних досліджень / В. М. Случик, М. М. Миленька // Вісник Прикарпатського нац. ун-ту. – 2008. – Вип. ІХ. – С. 127 – 131.
(Дисертантом виконані статистично-математична обробка даних та підготовка статті до друку).
Тези та матеріали конференцій
Миленька М. М. Аеротехногенне забруднення довкілля викидами Бурштинської теплоелектростанції / М. М. Миленька // Сучасні екологічні проблеми та молодь - IV: матеріали міжвузівської наукової конференції: VI ч., 25 – 26 листопада 2008 р. – Запоріжжя, 2008. – Ч. V. – С. 5 – 6.
Миленька М. М. Кумуляція важких металів опадом деревних рослин в умовах різнофункціональних зон Бурштинської урбоекосистеми / М. М. Миленька // Проблеми фундаментальної і прикладної екології, екологічної геології та раціонального природокористування: матеріали ІV Міжнар. наук.-практ. конф., 19 – 21 березня 2009 р. – Кривий Ріг: Видавничий дім, 2009. – С. 237 – 240.
