CC BY
34
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Калиновський Назар Володимирович
асистент кафедри експлуатацИ' лкових ресурав, Житомирський нацюнальний агроекологгчний утверситет
ЩПЛЬНПСТЬ БЕЗХРЕБЕТНИХ ЛПСОВОП ПОДСТИЛКИ СВПЖИХ СОСНОВИХ БОРОВ ЦЕНТРАЛЬНОЕ ЧАСТИНИ ЖИТОМИРСЬКОГО ПОЛПССЯ (НА ПРИКЛАД ДП
«РАДОМИШЛЬСЬКЕ ЛМГ»)
Калиновский Назар Владимирович
ассистент кафедры эксплуатации лесных ресурсов,
Житомирский национальный агроэкологический университет
Kalynovskyi Nazar Volodymyrovych
assistant of the department offorest exploitation resources,
Zhytomyr National Agroecological University
Анотацгя: Досл1джено щшьтсть та склад спшьноти безхребетних л1сово1 тдстилки у свгжих соснових борах центральноï частини Житомирського Полгсся (ДП «Радомишльське ЛМГ»). Серед мжроартропод уах дослгджених дшянок лгсу домтували клщ1 орибатиди, простигмати та ногохвктки. З в1ком лгсу в пгдстилцi спостерггалися настуnнi тенденцИ': загальна абсолютна щшьнкть безхребетних та спiввiдношення кл^в до ногохвiсток зростали; вiдносна щшьнкть кл^в мезостигмат та астигмат зростала, а ногохвкток зменшувалася. Статистично достовiрними цi змiни були в середньовжових та стиглих лках вiдносно зрубiв. За видовим багатством, iндексами бiорiзноманiття Шенона та ампсона, а також шдексом подiбностi Марчевського i Стейнхауса тдстилки молодняюв, середньовжових та стиглих лШв були схожими, пiдстилка зрубiв вiдрiзнялася вiд тако'1 молодняюв i старших лiсiв, а незiмкнутих лiсових культур - займала промiжне становище.
Ключовi слова: свiжий сосновий бiр, безхребетт лiсовоï тдстилки, кл^, ногохвiстки, щшьтсть, подiбнiсть.
Постановка проблеми. Люова тдстилка е особливим компонентом люових ценозiв [7]. Вона е перехвдним шаром, який знаходиться на меж1 наземного та грунтового тошчних блоков ценозiв сушь Разом з шлькома верхтми шарами грунту тдстилка е основним мюцем взаемоди безхребетних тварин, мешканщв рiзних яруав люу [6]. Ддяльшсть грунтових безхребетних вщграе значну роль у циркулюванш оргашчних речовин, структуруванш грунту та рост рослин [14, 10, 20, 13, 22, 24]. Проте чисельшсть популяцш безхребетних тварин змшюеться в залежносп ввд природних умов: пори року, температури, кшькосл опадiв, висоти над рiвнем моря та iнших чиннишв природного середовища [9, 25].
Незважаючи на активну роботу щодо вивчення грунтових та тдстилкових безхребетних люових екосистем на територи Укра!ни [4, 1, 3, 2, 5, 8, 11], питання структури ентомофауни вцшому, И щiльностi та динамiки чисельносп в умовах Житомирського Полiсся залишаються недостатньо вивченими.
Метою нашо! роботи було вивчити щ№шсть та склад спшьноти безхребетних люово! пiдстилки у свiжих соснових борах центрально! частини Житомирського Полюся.
Матерiал i методи.
Матерiал для дослiджень вiдбирали у Краснобiрському лiсництвi ДП «Радомишльське ЛМГ». Дослщжували пiдстилку зрубiв, незiмкнутих люових культур, молодняк1в, середньовiкових та стиглих деревосташв.
Характеристика дiлянок дослвдження (скорочеш назви поданi в дужках).
1. Зруб (Зр) - товщина тдстилки 1.0 см.
2. Незiмкнутi лiсовi культури (далi - НЛК): квартал 8, видш 15; площа насадження - 5.2 га; середня товщина пвдстилки 0.5 см; склад - 8Сз2Бп; вiк - 4 роки; боштет 2; повнота 0.85.
3. Молодняки (Мл): квартал 6, видш 6; площа 3.6 га; середня товщина тдстилки 3 см; склад - 7Сз3Бп; вш - 23; 23; висота - 10; 12м; дiаметр - 10; 12см; група вщу 3; боштет 1; повнота 0.8; запас - 120 м3/га.
4. Середньовiковi (СВ): квартал 3, видш 5; площа 4.2 га; середня товщина тдстилки 3 см; склад -10Сз; вш - 51 рщ висота - 17 м; дiаметр 18 см; група вшу 4; боштет 1; повнота 0.9; запас - 290 м3/га.
5. Стига (Ст): квартал 10, видш 14; площа 1.7 га; середня товщина тдстилки 5 см; склад - 10Сз; вш -93 роки; висота 25 м; дiаметр - 36 см; група вщу 7; боштет 2; повнота 0.6; запас - 326 м3/га.
Зразки вшбирали на початку кштня, серпня та листопада 2012 року. Зразок - монолит люово! щдстилки квадратно! форми розмiром 10 х 10 см кожен (100 см2), товщина якого дорiвнювала товщиш щдстилки. 1з кожно! дiлянки ввдбирали по 5 зразшв. Всього дослвджено 75 зразшв. Екстракцш безхребетних тварин здшснювали за допомогою модифiкованих Tullgren лшок дiаметром 15 см зi вставленою сiткою з розмiром комiрок 2 на 2 мм. Джерелом свiтла слугувала електрична лампа. Безхребетнi тварини випадали через отвiр лiйки у збiрнi пляшечки наповненi 70% спиртом. Екстракщя тривала 2 доби.
За допомогою дисекцiйного мiкроскопу при загальному збiльшеннi 40 пiдраховували загальну
шльшсть безхребетних тварин основних груп: клщ1в (Prostigmata, Mesostigmata, Oribatida, Astigmata), ногохысток та шших. Клщ1в класифжували до щдзагошв i родин за допомогою складного мжроскопу Axiolab (Carl Zeiss) при збшьшенш 100х.
Для характеристики складу мезофауни та И р1зноманггносп були використаш наступш еколопчш показники: абсолютна та вщносна щшьшсть, сшввщношення клщ1в до ногох1всток (А/С 1ндекс), к1льк1сть таксошв, шдекс бюр1зноматгтя Шенона, обернений 1ндекс Омпсона та 1ндекс под1бност1 Марчевського i Стейнхауса.
Абсолютну щ1льшсть безхребетних тсово! подстилки визначали як к1льк1сть особин (шдив1дум1в) на площ1 один квадратний метр (1нд. м-2). Товщина тдстилки в зразках була р1зною. Для того щоб цей показник не впливав на абсолютну щшьшсть видшених тварин при пор1внянш зразк1в з р1зною товщиною тдстилки, к1льк1сть тварин, отримана у кожному зразку, була подшена на товщину тдстилки.
В1дносну ввдсоткову щ1льшсть шдзагошв м1кроартропод визначали за формулою:
вщносна щ1льшсть = к1льк1сть особин у шдзагош / загальна шльшсть особин x 100 (1).
1ндекс Шенона (H') обраховували за формулою: H' = - Е (p, lnp,) (2),
де H' - вдекс Шенона; pi - вщносна насичешсть кожного виду, вираховуеться як вщношення (пропорщя) особин певного виду (n,) до загально! шлькосп особин у сшльноп (N): ni/N [17].
Обернений шдекс Омпсона, обраховували за формулою:
1/D = 1/Е p,2 (3),
де D - вдекс Омпсона, а p, - пропорщя особин даного виду [17].
1ндекс под1бност1 Марчевського i Стейнхауса (MS) обраховували за формулою:
s=c/(a+b-c) (4),
де s - под1бшсть двох пор1внюваних сшльнот, a - шльшсть таксошв у сшльносп A, b - шльшсть таксошв у сшльноп B, c - к1льк1сть таксошв, стльних для A i B [17].
Осшльки розподш отриманих цифрових даних не вщповвдав вимогам «нормальностЬ» статистичний анал1з проводили за допомогою непараметричних метод1в Mann-Whitney (для пор1вняння двох зразк1в) та Kruskal-Wallis (для анал1зу вар1ант) з наступним множинним попарним пор1внянням та корекщею Bonferroni. Ва обрахунки проведеш в програм1 XLSTAT-Pro 2013.4.
Результати дослiдження та ix обговорення
У зразках л1сово! подстилки св1жих соснових бор1в клщ1 та ногохв1стки складали в1д 96 до 99% ус1х видшених тварин (табл. 1, рис. 1). Серед шших видшених безхребетних були: павуки, псевдоскоршони, дощов1 черв'яки, багатошжки, жуки, мурашки, шш1 комахи та личинки комах, проте ми не виявляли нематод.
Таблиця 1
Склад i р1чна середня щшьшсть безхребетних тварин у св1жих соснових борах р1зного в1ку
Таксонгашчш групи Зр НЛК Мл СВ Ст
Клщ1
Prostigmata (total) 4.93 45.33 87.04 95.33 65.98
Eupodidae 0.60 2.27 10.51 10.44 7.28
Tydeidae 3.60 4.78 7.80 4.70
Bdellidae 0.80 0.80 7.62 8.91 5.47
Rhagidiidae 3.84 3.51 2.12
Cunaxidae 0.78 1.29 0.12
Pseudocheylidae 1.44 1.27 1.90
Paratydeidae 0.20
Scutacaridae 0.93 1.40 0.58
шш1 Prostigmata 3.53 38.67 57.13 60.71 43.93
Mesostigmata (total) 0.27 6.00 9.27 9.56 6.73
Phytoseiidae 1.60 3.38 2.91 1.07
Rhodacaridae 0.80 0.56 1.15
шш1 Gamasides 0.27 4.40 5.87 6.09 4.52
Oribatida 6.87 66.80 81.96 106.13 73.53
Astigmata 0.80 7.36 7.84 4.50
Всього клщ1в 12.07 118.93 185.62 218.87 150.75
Ногохвютки
Collembola 7.27 32.40 79.47 37.04 22.88
Всього мжроартропод 19.33 151.33 265.09 255.91 173.63
1иш1 безхребетш (макроартроподи)
Личинки комах 0.73 2.53 1.62 1.24 0.85
Coleoptera 0.13 0.16 0.03
Hymenoptera 0.13 0.02 0.03
Centipedes 0.27 0.12 0.03
Areneae 0.18 0.16 0.05
Pseudoscorpionida 0.29 0.15
Annelida 0.09 0.13 0.03
1нш1 комахи 0.93 0.22 0.24 0.20
Всього шших 0.73 4.00 2.56 1.91 1.38
Разом безхребетних 20.07 155.33 267.64 257.82 175.02
-2
Загальна абсолютна шльшсть тварин у люовш щдстилщ з вжом люу зм1нювалася нер1вном1рно (табл. 1). Найменша щшьнють тварин спостержалася в подстилках зрубу 1 складала 2007 шд. м-2. У шдстилщ НЛК к1льк1сть безхребетних р1зко зб1льшилася в 7.7 раз1в 1 становила 15533 шд. м-2 (Кгшка1^а1^ тест, Р<0.002). У молодняках щ1льнють безхребетних люово! шдстилки зросла ще майже в 1.7 рази 1 досягла
максимального значения - 26764 шд. м-2 (Кгшка1-Wallis тест, пор1вняння НЛК 1 молодняки, Р=0.026, зруб 1 молодняки Р<0.0001). В шдстилках наступних вжових груп в1дм1чено поступове зменшення щльносп безхребетних тварин (табл. 1), однак статистична р1зниця м1ж сусвдшми за вжом парами лю1в була недостов1рною.
Мжроартроподи
100 99 98 97 96 95 94 93
5.0 4.0 3.0
О
2.0 1.0 0.0
Макроартроподи
Зр
НЛК
Мл
СВ
Ст
Зр
НЛК
Мл
СВ
Ст
Рисунок 1. Вгдносний вмгст макро- та мжроартропод у пгдстилках свгжих соснових боргв ргзного в1ку: Зр -зруб, НЛК - незгмкнутг лгсовг культури, Мл - молодняки, СВ - середньов1ков1, Ст - стигл1.
Абсолютний вмют шших безхребетних (макроартропод) у шдстилках зб1льшився б1льше шж у 4 рази в НЛК в пор1внянш з1 зрубом (Кгшка1^а1И8 тест, Р=0.006) (табл. 1). В люах старшого в1ку вмют шших безхребетних тварин поступово зменшувався.
Достов1рно статистична р1зниця в1дм1чена лише м1ж зрубом та молодняками (Kruska1-Wallis тест, Р=0.001).
Ввдносний вмют шших безхребетних тварин був максимальним у шдстилщ зрубу 1 зменшувався з вжом лю1в (рис. 1). В цш категори щдстилкових тварин найб1льше було видшено личинок комах (табл. 1).
Абсолютний вмют мжроартропод був найменшим у шдстилщ зрубу, 1933 шд.м-2. У старших вжових групах лю1в вш змшювався за такою ж тенденщею, як 1 загальна шльшсть безхребетних тварин (табл. 1). У функцюнальнш "1ерарх1чнш" модел1 грунтово! бюти мжроартроподам выводиться роль трансформатор1в шдстилки [14]. Вони подр1бнюють та зволожуть спожип часточки рослин, створюючи як1сний субстрат для мжрооргашзм1в 1 таким чином допомагають росту та поширенню мжробних популяцш. Лггературш джерела свщчать, що щшьнють мжроартропод (1 клщ1в, 1 ногохвюток)
позитивно корелюе з мжробною та др1бнокореневою бюмасою [12, 18, 15]. Максимальна шльшсть мжроартропод (26509 шд.м-2) спостержалася в люовш щдстилщ молодняшв. Статистична р1зниця була достов1рною лише м1ж щшьнютю мжроартропод у люових подстилках зрубу та будь-яко! шшо! вжово! групи (Kruskal-Wallis тест, Р<0.002). Ввдносний вмют мжроартропод поступово збшьшувався ввд 96 % 1 бшьше у зруб1 до 99% 1 бшьше у молодняках 1 люах старшого вжу (рис. 1).
На долю клщ1в припадало ввд 63.45 ± 4.12 до 85.58 ± 1.42 % видшених мжроартропод (табл. 2). 1х абсолютна щшьнють зростала ввд 1207 1нд.м-2 у шдстилщ зрубу до 21887 шд.м-2 у шдстилщ середньовжового люу (табл. 1). У стиглих люах щшьнють клщ1в зменшилася (р1зниця недостов1рна). Статистично достов1рна р1зниця ввдм1чена м1ж щшьнютю клщ1в у шдстилках зрубу та будь-яко! шшо! вжово!' групи люу, а також НЛК та середньовжових насаджень (табл. 2). Под1бна тенденщя абсолютно! щшьносп була характерною 1 для основних таксошв клщ1в - орибатид, простигмат, мезостигмат та астигмат (табл. 1).
Таблиця 2
Результати пор1вняння абсолютно! щшьносп основних таксон1в та ус1х безхребетних тварин у
Зр НЛК Мл СВ Ст Р
Рго8%ша1а А В ВС С ВС <0.003
Mesostigmata А АВ ВС С ВС <0.005
ОпЪаШа А В в В В <0.001
Astigmata А А в В В <0.002
Клщ1 разом А В ВС С ВС <0.003
Со11етЪо1а А ВС С ВС АВ <0.004
Мжроартроподи разом А В В В В <0.002
1нш1 безхребетш тварини А АВ В АВ АВ <0.001
Ус1 безхребетш тварини А В В В В <0.002
Серед клiщiв орибатиди були найчисленшшими у люових пiдстилках всiх вiкових груп насаджень, за виключенням молодняк1в. На !х долю припадало вщ 44% (молодняки) до 57 % (на зрубах) клiщiв, видiлених з дослщжуваних зразк1в (рис. 2). Вони також домiнували серед мiкроартропод, де !х частка складала вш 33.68 ± 0.39 (у молодняках) до 41.92 ± 4.90 % (на зрубах) (табл. 3). У дослщженнях шших аторiв
найчисленнiшою групою грунтово! мезофауни були також орибатиди [23, 21, 16, 24]. Фекальш часточки, як е продуктом !х трофiчно! активности значно збiльшують площу поверхнi на якш вiдбуваеться первинне розкладання бюмаси бактерiями та грибами. Таким чином орибатиди вносять свш вклад до формування мiкроструктури грунту [19].
I
И Oribatida ЕЭ Prostigmata ■ Mesostigmata □Astigmata
100% п ^ 80% 60% 40% 20% 0%
I
Зр
НЛК
Мл
СВ
Ст
Рисунок 2. Вгдносний вгдсотковий вмгст пгдзаготв клщ1в до загального вмгсту клщ1в у свгжих соснових борах
разного вгку
У шдстилщ молодняшв, переважали простигмати, де !х нараховувалось близько 47% вш уах видшених клiщiв (рис. 2). В шших вжових групах !х частка була в межах вш 38% до 44%. Серед мжроартропод вони являлись другою тсля орибатид домiнуючою групою в пiдстилках уах вжових груп лiсiв, за виключенням молодняшв, де були найчисленшшими i складали 35.74 ± 5.02% уах мжроартропод (табл. 3). Ввдсотковий вмют простигмат серед мiкроартропод лiсово! подстилки з вiком лiсу зростав (табл. 3).
Таблиця 3
Ввдносна щiльнiсть основних таксошв тдстилкових мжроартропод (до загальноТ кiлькостi __мжроартропод) у св1жих соснових борах рiзного вшу
Зр НЛК Мл СВ Ст
Prostigmata 20.28 (4.90^ 32.90 (5.03)a 35.74 (5.02)a 38.04 (3.16^ 38.72 (4.23)a
Mesostigmata 1.25 (0.87)a 2.13 (0.73)ab 3.94 (0.57)ь 3.61 (0.37)ь 3.94 (0.38)ь
ОпЬаШа 41.92 (4.90^ 35.30 (3.47)a 33.68 (3.87)a 40.96 (4.07^ 39.44 (5.14)a
Astigmata 0.00 a 0.29 (0.21^ 3.11 (0.39)ь 2.96 (0.44)ь 2.80 (0.34)ь
Клiщi разом 63.45 (4.12)а 70.62 (4.86)ab 76.46 (4.11)^ 85.58 (1.42)ь 84.91 (2.07)ь
Collembola 36.55 (4.12)ь 29.38 (4.86)аЬ 23.54 (4.11)ab 14.42 (1.42^ 15.09 (2.07)a
Серед простигмат у тдстилках стиглих насаджень нами було шентифжовано представник1в восьми родин, а саме: Eupodidae, Tydeidae, Bdellidae, Rhagidiidae, Cunaxidae, Pseudocheylidae, Paratydeidae та Scutacaridae. У пшстилках середньовiкових лгав та молоднякiв не виявляли клiщiв родини Paratydeidae. В пiдстилцi НЛК, iз зазначених вище 8 родин було виявлено лише три: Eupodidae, Tydeidae, Bdellidae; а в шдстилщ зрубу - двг Eupodidae, та Bdellidae (табл. 1).
Примiтка: середне (стандартна похибка, 8Б). Значення в рядках, що супроводжуються рiзними буквами достовiрно вiдмiннi (Kruskal-Wallis тест, множинне попарне порiвняння, скорегований рiвень достовiрностi Во^епст: 0.005).
Клiщi пiдзагону мезостигмата складали вш 2 % (на зрубах) до 5 % (НЛК та молодняки) уах видшених клвдв та вш 1.25 ± 0.87 % (на зрубах) до 3.94 ± 0.38% (у стиглих та молодняках) вш уах видшених мжроартропод (рис. 2, табл. 3). У зразках люових пщстилок зрубiв та НЛК мезостигмати виявлялися не постшно (13% та 40% вiдповiдно). Представнишв родини Phytoseiidae цього пiдзагону ми спостержали у
подстилках зрубiв, а родини Rhodacaridae - зрубiв та НЛК (табл. 1).
Клвд когорти Astigmata в зразках лiсових тдстилок також виявлялися не завжди. Так, вони були вщсутш у тдстилках зрубiв, а в пiдстилках НЛК виявлялися у 13% проб. В середньому !х частка серед клвдв складала 1- 4% (рис. 2), а серед мжроартропод - вш 0.29 ± 0.21% (на зрубах) до 3.11 ± 0.39 % (у молодняках) (табл. 3).
Вщносний вмiст ногохвюток у лiсовiй пiдстилцi з вжом насаджень зменшувався (табл. 3). 1х частка серед мiкроартропод складала 36.55 ± 4.12 % на зрубах i поступово зменшувалася до 14.42 ± 1.42 % у середньовiкових люах. Близькою до тако! вона була i у
стиглих люах. Абсолютна щшьнють ногохвiсток виявлена найменшою у тдстилках зрубiв i складала 727 шд.м-2. У пiдстилках НЛК вона зросла бшьш, нiж у 4 рази (до 3240 вд.м-2 ), у молодняках - ще майже в 2.5 рази (до 7947 шд.м-2), а в люах старшого вшу вона поступово зменшувалася (табл. 1). Достовiрна рОзниця вiдмiчалася мiж щiльнiстю колембол на зрубах та люах старшого вiку (Kruskal-Wallis тест, Р<0.005), а також у
молодняках i середньовiкових насадженнях (Kruskal-Wallis тест, Р=0.004) (табл. 2).
Сшввщношення клiщiв до ногохвiсток з вшом лiсу поступово зростало (рис. 3). Статистично достовiрна рiзниця була мiж зрубом та середньовiковим чи стиглим (Kruskal-Wallis тест, Р<0.0001) деревостаном, а також мiж НЛК та середньовжовим деревостаном (Kruskal-Wallis тест, Р=0.005).
О <
12 10 8 6 4 2 0
гЬ
Зр
НЛК
Мл
СВ
Ст
Рисунок 3. Спгввгдношення клщ1в до ногохвгсток (А/С коефщгент) у пгдстилках свгжих соснових боргв ргзного
вгку.
Таксономiчне багатство безхребетних люово! тдстилки, як показали наш дослвдження, з вжом лiсу зростало (табл. 4). 1ндекс Шенона був найменшим на донках зрубiв, а найбшьшим - у молодняках; в подстилках лiсiв старшого вiку вш залишався майже таким як i в молодняках (табл. 4). Обернений iндекс
Сiмпсона був також максимальним у молодняках, а мiнiмальним - у НЛК. За цими двома шдексами люи можна розташувати у такш послiдовностi (вiд бiльшого значення до меншого): Мл - СВ - Ст - НЛК - Зр (табл. 4).
Таблиця 4
Таксономiчне багатство та шдекси бiорiзноманiття Шенона (И1) та Омпсона (1/0) у свiжих
Показники Групи лгав за вжом
Зр НЛК Мл СВ Ст
N таксошв 7 14 20 20 23
И' вдекс 1.45 1.51 1.79 1.78 1.75
1/Б шдекс 3.53 3.42 4.31 3.98 3.82
популяцi! тдстилкових клiщiв (табл. 5б). 1ндекс подiбностi для цих груп i популяцш був в межах вод 0.74 до 1.00. Вщповщно до МС вдексу, популящя подстилкових безхребетних та пвдстилкових клщОв зрубу вiдрiзняеться вОд тако! молодняк1в О старших лгав (МС = 0.30 - 0.38).
Таблиця 5
1ндекс подiбностi за Марчевським i Стейнхаусом (а - для вах безхребетних, Ь - для клщ iв )
АналОз проведених дослОджень показав, що вдекс подОбносп Марчевського-Стейнхауса (МС шдекс) подстилки молодняшв та боров старших вшэвих груп дуже близью мОж собою як за загальним складом подстилкових безхребетних (табл. 5а), так О за складом
Зр НЛК Мл СВ
a б a б a б a б
НЛК 0.50 0.63
Мл 0.35 0.38 0.75 0.62
СВ 0.35 0.38 0.62 0.62 0.74 1.00
Ст 0.30 0.36 0.65 0.57 0.87 0.93 0.87 0.93
Подстилка незОмкнутих люових культур займае пром1жне положення м1ж зрубом та групою старших лгав. 1ндекс подОбносп для вах безхребетних мОж НЛК та середньовжовим О стиглим люом становив 0.62 та 0.65, О був високим (0.75) м1ж НЛК та молодняками (табл. 5 а). МС Ондекс для клщОв мОж тдстилками НЛК
та будь-яко! шшо! вжово! групи люу коливався в межах вОд 0.57 до 0.63 (табл. 5б).
Висновки
1. У вах зразках тдстилки свОжих соснових борОв спшьноти безхребетних складалися переважно Оз клщОв та ногохвюток (колембол) - представнишв
мжроартропод, що нараховували вiд 96 до 99 % ввд ycix видшених тварин.
2. Загальна абсолютна щшьнють щдстилкових безхребетних з вжом люу зростала. Статистично достовiрною була рiзниця м1ж зрубами та середньовiковими чи стиглими деревостанами.
3. Сшвввдношення клiщiв до ногохвiсток з вжом люу поступово зростало. Статистична достовiрна рОзниця була мiж зрубом та середньовжовими чи стиглими деревостанами, а також мiж незiмкнyтими лiсовими культурами та середньовжовим бором.
4. Серед щдстилкових мжроартопод yсiх дослвджених дОлянок л1су домiнyвали клiщi орибатиди, простигмати та ногохвютки. Структура сшлъноти мжроартропод з вжом деревосташв змОнювалася. Ввдносна щшьнють клщОв мезостигмат та астигмат зростала, а ногохвюток зменшувалася. Статистично достовОрними щ змши були в середньовжових та стиглих л1сах ввдносно зрубОв. Змши вмюту орибатид i простигмат були недостовОрними.
6. За видовим багатством, шдексами бюрОзноманггтя Шенона та СОмпсона, а також шдексом подОбносп Марчевського i Стейнхауса шдстилки молодняшв, середньовжових та стиглих лгав були схожими. Пвдстилка зрубОв ввдрОзнялася ввд тако! молодняк1в i старших лгав, а НЛК - займала пром1жне становище.
Перспективи подальших дослщжень
Надал1 важливо спрямувати дослвдження на вивчення безхребетних люово! подстилки у шших районах та типах люу Житомирського Полюся.
Л1тература:
1. Бригадиренко В.В. РОзномашття угрупувань пвдстилкових безхребетних долинних лгав рОки Псел (Полтавська область) /ВВ.Бригадиренко, О.С.Комаров // Вюник Бшоцерк. держ.аграр.ун-ту: Зб.наук.пр. - Вип.47. - Бша Церква, 2007. - С.43 - 49.
2. Ковалевський С.Б. Лгавничо-еколопчна роль трав'яного покриву в культурах сосни звичайно! Схвдного Пол1сся. Дис. д-ра с-г. наук: 06.03.01 / Кабшет МшютрОв Укра!'ни. — К., 2003. — 478 с.
3. Комаров О.С., Бригадиренко В.В. Особливосп формування фауни пвдстилкових безхребетних аренних лгав р.Дншро в умовах Полтавсько! обласп //Еколопя та ноосфера. - 2008. -Т.19 - № 1-2. С.68 - 77.
4. Кульбачко Ю.Л. Стан структурно! оргашзацп безхребетних тварин шдстилки степових лгав в умовах промислового забруднення. Автореф. канд. бюл. наук. Дншропетровськ, 1999 - 21 с.
5. Меламуд В.В., Рукавець £.В. РОзноманитя грунтових мжроартропод природних зон Захвдного Полюся //БюрОзноманитя та роль тварин в екосистемах: МатерОали VI МОжнародно! науково! конференций - Дшпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2011. -С. 193 - 195.
6. Захаров А.А. Почвенные беспозвоночные рекреационных ельников Подмосковья /А.А. Захаров, Ю.Б. Бызова, А.В. Уваров и др. - М.: Наука, 1989. - 233 с. — ISBN 5-02-005330-9.
7. Сукачев В.Н. Динамика лесных биогеоценозов //Основы лесной биогеоценологии. М.: Наука, 1964. С. 1—574.
8. Яворницький В.1., Яворницька О.В. В. Р1зномаштгя i функцюнальна оргашзащя угруповань грунтових безхребетних ялицево-букових д1бров крайового низькопр'я Верхньоднютровських Бескид1в // Науков1 основи збереження бютично! рiзномаиiтностi. - 2012. - Том 3(10), № 1. - С. 169-180. - ISSN 2220-3087.
9. Blair J. M., Todd T. C., Callaham M. A. Responses of grassland soil invertebrates to natural and anthropogenic disturbances. p. 43-71. In D. C. Coleman and P. F. Hendrix (eds.) Invertebrates as Webmasters in Ecosystems, 2000. CABI Publishing, New York, NY, USA.
10. Curry J.P. (1973) The arthropods associated with the decomposition of some common grass and weed species in the soil. Soil Biology and Biochemistry. Elmsford, Vol. 5., pp. 645 - 657.
11. Kalynovskyi N. The effects of forest site conditions and stands' age on litter microarthropod density and community structure in Zhytomyr Polissya, Northern Ukraine // FORESTRY IDEAS, Bulgaria, 2014. - vol. 20, No 1 (47): 57-66
12. Kandeler E., Kampichler C., Joergersen R.G., Motler K.. (1999) Effect of mesofauna in a spruce forest on soil microbial communities and N cycling in field mesocosmcs. Soil Biology and Biochemistry, Vol.31. pp. 1783 - 1792.
13. Knoepp D.J., Coleman D.C. Grossley Jr D.A., Clark J.S. (2000) Biological indices of soil quality: an ecosystem case study of their use. Forest Ecology and Management. Amsterdam, Vol. 138. pp. 357 - 368.
14. Lavelle P., Lattaud C., Trigo D., Barois I. Mutualism and biodiversity in soils. //Plant Soil. - 1995. -Vol. 170. - P. 23 - 33.
15. Lindo Z. and Visser S. (2003) Microbial biomass, nitrogen and phosphorus mineralization, and mesofuna in boreal conifer and deciduous forest floors following partial and clear-cut harvesting. Camdain Journal of Forestry Research, Vol.33, pp. 1610 - 1020.
16. Lindo Z. and Visser S. (2004) Forest floor microarthropod abundance and oribatid mite (Acari: Oribatida) composition following partial and clear-cut harvesting in the mixed boreal forest. Canadian Journal of Forestry Research, Vol. 34, pp. 998 - 1006.
17. Magurran A.E. (2004) Measuring biological diversity. Blackwell Publishing. Malden, MA. 256 p.
18. Marshall V.G. (2000) Impacts of forest harvesting on biological processes in northern forest soils. Forest Ecology and Management, Vol.133, Issue 1-2, pp.43 - 60.
19. Pawluk S. (1985) Soil micromorphology and soil fauna: problems and importance. Quaestiones Entomologicae, Vol. 21, pp. 473 - 496.
20. Seastedt T.R. (1984) The role of microarthropods in the decomposition and mineralization of N. Annual Review of Ecology and Systematics, Vol.29, pp. 25 - 46.
21. Sylvian N., Liaho R., Vasander H. (2000) Changes in mesofauna abundance in peat soils drained for forestry. Forest Ecology and Management, Vol. 133, Issue 1-2, pp. 127 - 133.
22. Tripathy G., Kumari R., Sharma B.M. (2005) an elevation gradient in the Wuyi Mountains. Soil Biology Association of soil mesofauna with litter decomposition. and Biochemistry, Vol. 41, pp. 891 - 897.
Científica, Jaboticabal, Vol.33, N 2, pp. 148 - 151. 25. Wiwatwitaya D., Takeda H. Seasonal
23. Wallwork J.A. (1983) Oribatids in forest changes in soil arthropod abundance in the dry evergreen ecosystems. Annual Review of Entomology, Vol. 28, pp. forest of north-east Thailand, with special reference to 109 - 130. collembolan communities //Ecological Research. - 2005. -
24. Wang S., Ruan H., Wang B. (2009) Effects of Vol. 20(1). - P. 59 - 70. soil microarthropods on plant litter decomposition across
Човнюк Юрш Васильович
кандидат техтчних наук, доцент кафедри конструювання машин i обладнання, Нацюнальний ^верситет 6iopecypcie i природокористування Украти, м. Кигв
Кравчук Володимир Тимофшович кандидат технiчних наук, доцент кафедри охорони природи i навколишнього середовища, Кшвський
нацiональний утверситет будiвництва i архтектури
КОНЦЕПТУАЛЬНА ОСНОВИ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ОПТИМПЗАЦШ ПАРАМЕТРОВ НЕСТАЦПОНАРНИХ КОЛИВАНЬ ЛМйЙНИХ МЕХАНПЧНИХ СИСТЕМ З ОДНИМ СТУПЕНЕМ ВПЛЬНОСТП РУХУ ПРИ ПХ ПЕРЕХОД ЧЕРЕЗ РЕЗОНАНС
CONCEPTUAL FOUNDATIONS OF MODELING AND PARAMETERS OPTIMIZATION OF THE LINE MECHANICAL SYSTEMS' UNSTEADY OSCILLATIONS WITH ONE STEP FREEDOM OF MOVEMENT AT THEIR TRANSITION OVER THE RESONANCE
Chovnyuk Y. V.
Candidate of technical sciences, docent,
National University of Bioresources and Life Sciences of Ukraine
Kravchyuk V. T.
Candidate of technical sciences, docent,
Kyiv National University of Construction and Architecture
Анотацiя: Встановлено критерИ та оптимальш режими руху лттних механiчних систем з одним ступенем вiльноcтi руху при Их переходi через резонанс в умовах нестацюнарних коливань механiчних систем. У якоcтi моделей механiчних систем викориcтанi системи i3 зосередженими параметрами. Математичною моделлю для оптимiзацii режимiв руху слугують звичайнi диференщальш рiвняння та апарат класичного варiацiйного числення. Результати роботи можуть бути викориcтанi при моделюваннi режимiв пуску та гальмування рiзноманiтних мехашчних систем. Обтрунтованi критерп якоcтi руху систем стануть у нагодi для уточнення i вдосконалення iнженерних методiв Их розрахунку.
Ключовi слова: оптимiзацiя, режим руху, резонанс, неcтацiонарнi коливання, лттна механiчна система.
Summary: The criteria and optimal modes of movement of the line mechanical systems with one step freedom of movement at their transition over the resonance under the mechanical systems' unsteady oscillations were defined. The systems with discrete parameters are used for modeling of such mechanical systems. The mathematical models for the optimization of movement' regimes are ordinary differential equations and the apparatus of the classic variation's principles. The results of this research may be used for the modeling of start up and braking regimes of various mechanical systems. The criteria of movement's quality for such systems are based and may be used for improvement and refine of engineer's calculation methods as well.
Key words: optimization, mode of movement, resonance, unsteady oscillations, line mechanical system.
Постановка проблеми. Ввдомо, що щдвищення використати приводний мехашзм найменшо!
продуктивное^ та надшносп, а також зменшення потужносп.
енергетичних витрат мехашчних систем - це один з Для оптишзацд режимiв руху та режимних
основних стратепчних напрямшв шдвищення параметрiв необхвдна, перш за все, шльшсна оцшка
ефективносп виробничих процеав [ 1]. На перехвдних процеав (пуск, гальмування, реверсування
продуктивнють та надшнють мехашчних систем тощо) i усталеного режиму руху за весь цикл руху
суттевий вплив мають динамiчнi навантаження, що мехашчно! системи у виглядi одного критерш чи
виникають в цих системах пвд час руху. Вибiр режимiв системи критерив. У такому разi дощльно використати
руху мехашчних систем, яш до мшмуму зводять локальш й штегральш динамiчнi та енергетичш
динашчш навантаження, можливий лише при критерп, отримаш на основi функцюналу до та
використанш теори оптимального керування рухом варiацiйних принцишв мехашки. Щ критерп
при наявносп узагальнених динамiчних критерив. ввдображають небажаш властивосп (витрати енерги,
Цшеспрямований вибiр режимiв руху та режимних дiя динашчних навантажень, коливання ланок тощо),
параметрiв дозволяе до мшмуму звести динашчш якими характеризуеться динашчна система шд час
навантаження, а також знизити енергетичш витрати та руху, тому шдлягають мiнiмiзацii. 1нтегральш
функцюнали (критерп) залежать вщ рiзних функцш та
