Біологічне різноманіття та екосистемні послуги технозолів гірничодобувних районів

Abstract

Актуальною науковою проблемою все ще залишається обґрунтування рекультивації порушених земель, як сукупність заходів відновлення екосистемних сервісів. Для досягнення значної ефективності функціонування рекультивованих земель за умов екологічної безпеки та досягнення цілей охорони біологічного різноманіття в межах екосистемної парадигми розроблені принципи формально-кількісної оцінки екосистемних сервісів для гармонізації та управління поведінкою техноагроекосистем. Сукупність змінних, які описують екологічні властивості техноземів, піддали аналізу головних компонент для того, щоб знизити розмірність простору ознак та визначити основні напрями погодженого варіювання властивостей. Результати аналізу свідчать про те, що простір ознак, який складається з 30 первинних показників, може бути описаний за допомогою сімох головних компонент. Установлені головні компоненти віддзеркалюють переважно погоджені тренди варіювання екологічних властивостей техноземів. Головні компоненти є статистично коректними предикторами, які можна дослідити на предмет можливості пояснення властивостей угруповань мезопедобіонтів. Головні компоненти мають також екологічний зміст як маркери погоджених змін едафічних властивостей та рослинних угруповань. Оцінка впливу головних компонент на ґрунтову макрофауну дозволила визначити осо -бливості інтеграції ґрунтових тварин в екологічні процеси в техноземах та їх роль в екосистемних сервісах. Головні компоненти володіють диференціальною здатністю. Кожна з них указує на особливості сукупності екосистемних сервісів, яка характерна для окремого технозему або їх певної групи. Функціональні особливості угруповань ґрунтових безхребетних, які відповідають за виконання екосистемних сервісів, зазнають впливу агрегатної структури техноземів, а також реагують на електричну провідність ґрунту, особливості екологічних режимів мінерального живлення та вологості едафотопу. Варіювання екологічних показників, які в інтегральній формі позначаються головною компонентою 2, знаходиться в межах зони оптимуму педобіонтів. Цей результат дозволяє стверджувати, що техноземи не можна ідентифікувати як тотально екстремальні місцеперебування. Формування оптимальних умов для певної частини угруповання макрофауни являє собою результат педогенезу, який відбувався з моменту створення техноземів. Тип технозему пояснює 5,68% ентропії угруповання, що свідчить про специфічність кожного типу технозему як середовища існування ґрунтових тварин. Поряд зі специфічними особливостями техноземів існує динаміка процесів, на які подібним чином реагують угруповання мезопедобіонтів у різних типах техноземів. Структуруючий вплив типу техноземів на угруповання безхребетних значно поступається впливу варіювання екологічних режимів, які належать до загальних для всіх типів техноземів. Перспективи подальших досліджень пов’язані з вирішенням питання картографування екосистемних сервісі. сільськогосподарських та техногенно трансформованих територій на різних масштабних рівнях. Важливою науково-практичною проблемою залишається також розробка процедур грошової оцінки екосистемних сервісів. The development of the concept of disturbed lands recultivation as a set of ac- tivities for restoring of ecosystem services is an actual scientific problem. The principles of the formally assessment of ecosystem services for the harmonization and control of the behaviour of technoagroecosystems were developed within the frame of the ecosystem paradigm to achieve a significant efficiency of the re-cultivated land functioning under environmental safety conditions and to achieve the objectives of biodiversity conservation. A set of variables, describing the en- vironmental properties of the technosols, was analyzed by the principal component analysis in order to reduce the dimension of the properties space and to determine the main directions of the corresponded variation of the ecological properties of the technosols. The results of the analysis suggested that the feature space, which consists of 30 initial indicators, can be described with the help of seven pricipal components. The extracted principal components reflected the prevai- ling agreed trends of varying environmental properties of technosems. The principal components were statistically correct predictors, which can be investigated to explain the properties of the soil macro fauna communities. The principal components also had an ecological content as the markers of coordinated changes of the soil properties and plant communities. The estimation of the principal component influence on the soil macrofauna allowed to determine peculiarities of the integration of soil animals into ecological processes in technosems and their role in ecosystem services. The principal components had a differential ability. Each of them indicates the peculia- rities of a combination of ecosystem services, which is typical for an individual tehnosems or a particular group. The functional peculiarities of the soil invertebrate communities, responsible for the implementation of ecosystem services, were affected by the aggregate structure of technosls, as well as react to electrical conductivity of the soil, features of ecological regimes of the mineral nutrition and humidity of soils. The variation of the environmental parameters in integral form denoted by the principal component 2 was within the optimum of the pedobiont zone. This result allows us to argue, that technosols cannot be identified as a total extreme location. The formation of the optimal conditions for certain groups of macrofauna community was the result of the soil forming process that took place since the creation of technosols. The technosol types explained 5.68% of the macrofauna community grouping, which testifies to the specificity of each type of technosols as habitat for soil animals. Along with the specific peculiarities of technosols, there was a dynamic of processes, which in this way react to the groups of macrofauna in different types of technosols. The structuring effect of the technosol type on the invertebrate community was considerably inferior to the influence of variation of environmental regimes, which are common for all types of technosols. The perspectives of further researches are related to solving the issue of the mapping of ecosystem services of agricultural and technogenic transformed territories at different scale levels. Also an important scientific and practical problem is the development of procedures for monetary evaluation of the ecosystem services