Анотація до роботи:

Козловський В.І. Важкі метали в екосистемах висотного профілю Чорногори (Українські Карпати). Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. Дніпропетровський національний університет, 2002.

На прикладі типових екосистем показано загальні особливості накопичення важких металів у грунтах, підстилках і рослинах. Встановлено, що, порівняно з кларковими значеннями, грунти збагачені Pb і Cd (2-3 рази), збіднені Fe, Zn (2-4 рази), Cu (5-13 разів) і Mn (20-50 разів). Порівняно з материнською породою, накопичення характерне для Pb (К_еа = 1.5-2.0) та Cd (К_еа = 4-8). Елювіально-акумулятивні коефіцієнти (К_еа) у Mn, Fe, Cu, Zn є істотно меншими за одиницю або незначно її перевищують.

Середній вміст Cu, Zn, Mn, Fe у рослинному покриві знаходиться на рівні кларкових значень для рослинності суші. Має місце перевищення над кларковими значеннями (на порядок величини і більше) вмісту Cd і Pb.

Вміст макро- та мікроелементів у сніговому покриві не перевищує значень, характерних для найменш антропогенно змінених фонових районів Землі.

Концентрації металів у мохах і лишайниках Чорногори є вищими, ніж середні значення для фонових екосистем Європи. Аналіз гербарних зразків мохів початку XX століття часових трендів нагромадження важких металів не виявив; при цьому як у гербарних, так і в сучасних зразках трапляються концентрації металів вищі за середні значення у Європі останнього десятиліття.

Виявлено тісні кореляційні зв’язки між елементами у рослинних об’єктах, важливу роль у формуванні мікроелементного складу яких відіграє атмосферне живлення.

Вивчення накопичення важких металів (Cu, Pb, Zn, Cd, Mn, Fe) рослинами, грунтами і сніговим покривом Чорногори проведено у верхній частині масиву й охоплює три рослинно-кліматичні пояси – альпійський, субальпійський і пояс смерекових лісів.

1. Фоновий вміст ВМ у бурих гірських грунтах району досліджень значно відрізняються від середніх (кларкових) значень. Гумусовий горизонт грунту збагачений на Pb і Cd (у 2-3 рази) та збіднений на Fe, Zn (у 2-4 рази), Cu (5-13 разів), Mn (20-50 разів) порівняно з кларком для грунтів. Виражених геохімічних бар’єрів у досліджених грунтових розрізах не виявлено. Найважливішим фактором нагромадження важких металів виступає органічна речовина, яка сконцентрована у гумусовому горизонті. Біогенна акумуляція елементів чітко виражена для Pb (К_еа = 1.5-2.0) та Cd (К_еа = 4-8). Елювіально-акумулятині коефіцієнти (К_еа) у Mn, Fe, Zn, Cu є істотно меншими за одиницю або незначно її перевищують. Максимальний вміст рухомих Mn, Zn, Cu, Cd, Pb знаходиться у верхніх гумусованих горизонтах, тобто також спостерігається акумулятивний тип розподілу рухомих форм цих елементів у грунтовому розрізі. Розподіл рухомого Fe - контрастніший. Має місце як максимум у верхніх гумусованих горизонтах, так і в середній частині грунтових розрізів. Загальна кількість рухомих сполук Cd та Pb у грунтах достатньо велика і становить значну частину від валового вмісту. Найбільшу кількість рухомих форм має Cd, вміст сполук якого в ацетатно-амонійній витяжці сягає в гумусових та оторфованих горизонтах 30-50% від його валового вмісту. Концентрація рухомих сполук Pb становить 20-30%. Найвищий вихід рухомих форм Mn має місце в оторфованих горизонтах, де його концентрація сягає 70% від валового вмісту. Така висока частка рухомих сполук цих елементів сприяє їх залученню в біотичний кругообіг і накопиченню в рослинах.

2. Середній валовий вміст Cu, Zn, Mn, Fe у рослинному покриві розглянутих екосистем знаходиться на рівні кларкових значень у рослинності суші. Можна стверджувати лише про значне перевищення над кларковими значеннями (на порядок величини і більше) вмісту Cd та Pb.

Коефіцієнти біотичного поглинання елементів рослинами досліджених угруповань (Кб), розраховані відносно гумусового горизонту, свідчать, що, за винятком Fe, інтенсивність залучення елементів у біогеохімічні цикли міграції на одну-дві градації виявилася вищою, порівняно з шкалою Перельмана, розрахованою відносно кларковиих значень. Серед усіх елементів особливо виділяється Cd, інтенсивність біотичного поглинання якого фітомасою рослинних угруповань Чорногори на 2-3 порядки перевищує середнє значення для рослинності суші.

3. За результатами дослідження снігового покриву Чорногори, проведеними у 1996-1997 роках, встановлено, що рівні вмісту макро- та мікроелементів не перевищують значень, характерних для найменш антропогенно змінених фонових районів Землі.

4. На основі оцінки вмісту важких металів у мохах і лишайниках. встановлено, що концентрації металів у чорногірських зразках є вищими, ніж середні значення для фонових екосистем Європи. Однак, стверджувати про більший рівень забруднення Чорногірського масиву немає достатніх підстав. Аналіз гербарних зразків з урочища Гаджина часових трендів атмосферного забруднення не виявив. Як у гербарних, так і в сучасних зразках проаналізованих видів мохів трапляються концентрації металів вищі за середні значення в Європі останнього десятиліття. Вищий рівень концентрації ВМ у нижчих судинних рослинах Чорногори може бути результатом не лише атмосферного забруднення, а й сприятливіших для накопичення ВМ атмохімічних умов гірських територій взагалі.

З метою встановлення минулого геохімічного фону середовища, природної інтенсивності випадання важких металів з атмосфери, вивчення історії інтенсифікації цього процесу під впливом антропогенного забруднення перспективним є вивчення верхових торфовищ Чорногори.

5. Концентрація ВМ у рослинних об’єктах, значну роль у формуванні елементного складу яких, відіграє атмосферне живлення (мохи, лишайники, кора) залежить не лише від стану забруднення атмосфери, а й від мікрокліматичних умов екотопу, що необхідно враховувати, використовуючи їх для біогеохімічної індикації середовища.

6. Виявлено тісні кореляційні зв’язки між елементами у рослинних об’єктах, важливу роль у формуванні мікроелементного складу яких відіграє атмосферне живлення (мохи, лишайники, кора).

7. Тест-індикаторами стану навколишнього природного середовища можуть бути не лише мохи та лишайники, а й вищі судинні рослини. На основі одержаних матеріалів виявлено, що широко розповсюджений у гірських системах Європи вид Homogine alpina (L.) Cass. нагромаджує Cd у концентраціях, що часто перевищують аналогічні значення для спорових рослин.

Одержані результати можуть бути використані під час формування системи фонового екологічного моніторингу в Чорногорі, передовсім для визначення масштабів регіонального (в тому числі й транскордонного) атмосферного забруднення.

Публікації автора:

1. Марискевич О.Г., Козловський В.І. Акумуляція важких металів грунтами екосистем Чорногори. // Наукові записки ДПМ НАН України. – Львів. – 1996. - Т.12. - С. 47-48.

2. Козловський В. I.. Важкі метали в екосистемах Чорногори. // Науковий вісник УкрДЛТУ. – 1998. - Вип. 9.1. - С. 41-46.

3. Козловський В. I. Важкі метали в мохах та лишайниках альпійського поясу Чорногори (Українські Карпати). // Науковий вісник УкрДЛТУ. – 2002 .- Вип. – 2.1. - С. 96-102.

4. Речевська Н., Козловський В. Нагромадження іонів важких металів та їх внутрішньоклітинна локалізація у мохах. // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. – 2002. – Вип. 28. – С. 29-35.

5. Козловський В.І., Марискевич О.Г., Загульський М.М. Історична біогеохімічна індикація атмосферного забруднення важкими металами масиву Чорногора (Східні Карпати). // Наукові основи збереження біотичної різноманітності. Тематичний збірник. – Львів.- 2001.- вип. 3. – с. 140-145.

6. Козловський В. I. Важкі метали в екосистемах Чорногори. // Значення та перспективи стаціонарних досліджень для збереження біорізноманітності. Матеріали конф. - Львів, 1997. - С. 85-87.

7. Oksana Maryskewicz, Woodymyr Kozowski, Iryna Szpakiwska, Maria Pawluk. Bioindykacja opadu metali cikich i siarki w ekosystemach polskiej czci MRB „Karpaty Wschodnie”. // Roczniki Bieszczadzkie.- 1996. – 5. – S 257-258.

8. Oksana Maryskewicz, Wolodymyr Kozowski. Zawarto metali cikich i siarki w ekosystemach Karpat Wschodnich. // Roczniki Bieszczadzkie. – 1997. – 6. - S. 227-232

9. Oksana Maryskewicz, Woodymyr Kozowski. Zawarto metali cikich w mchach i porostach ukraiskiej czci Midzynarodowego rezerwatu biosfery „Karpaty Wschodnie”. // Roczniki Bieszczadzkie. – 1998. – 7. - S. 397-404.

10. Maryskevych O., Kozlovsky V., Heavy metals in plants and soils of highmountain ecosystems of Chornogora (The Ukrainian Carpathians) // Ogolnopolski Symp. “Dynamika zmian srodowiska geograficznego pod wplywem antropopresji”. Mat. konf. – Krakow, 1996. – S.92.

11. Марискевич О.Г., Козловський В.І. Біоіндикація забруднення полютантами екосистем Східних Карпат //Питання біоіндикації і екології. Тез. міжнар. конф. – Запоріжжя,1998. –С.24.

12. Марискевич О.Г., Козловський В.І. Шпаківська І.М. Полютанти в екосистемах заповідних територій Східних Карпат // Карпатський регіон і проблеми сталого розвитку. Мат. міжнар. н.-п. конф. – Рахів, 1998. – Т.1. – С.177-181.