Просторово-часова модель поширення інвазійних членистоногих в урбоекосисте-мах з рекреаційними локалітетами
DOI:
https://doi.org/10.31210/spi2026.29.01.13Ключові слова:
урбоекосистеми, просторово-часове моделювання, рекреаційні локалітети, екологічна зв’язаність, коефіцієнт ШредераАнотація
У статті розглянуто сучасні підходи до моделювання поширення інвазійних видів в урбоекосистемах з урахуванням їх просторово-часової динаміки та функціональної неоднорідності середовища. Актуальність досліджень зумовлена необхідністю підвищення точності прогнозування інвазійних процесів у міських
екосистемах, де класичні біокліматичні моделі не враховують складну мозаїчну структуру середовища.
Метою дослідження є розроблення та формалізація просторово-часової моделі поширення інвазійних
членистоногих в урбоекосистемах із рекреаційними локалітетами з урахуванням їх ролі як атракторів,
репелерів та екологічних пасток. Завдання включали аналіз просторової структури урбоекосистем,
визначення типів розподілу популяцій та оцінку впливу зв’язаності середовища на інвазійні процеси.
Методика досліджень базувалась на використанні просторово-дискретного матричного підходу з
моделюванням урбоекосистеми у вигляді матриці 10×10, а також застосування коефіцієнтів контагіозності (Kc) і структурної зв’язаності (Kш) для оцінки просторових характеристик середовища та сценаріїв
поширення популяції. У результаті встановлено, що рівень насиченості урбоекосистеми рекреаційними
зонами та ступінь їх зв’язаності визначають характер інвазійних процесів. Показано, що за значення
коефіцієнта Шредера Kш ≥ 6 формується мережа екологічно зв’язаних локалітетів, що забезпечує активний біотичний обмін і сприяє поширенню інвазійних видів. Водночас за Kш < 6 система характеризується
фрагментованістю, а процес інфільтрації набуває ймовірнісного характеру з використанням марківських
переходів. Визначено, що тип просторового розподілу (рівномірний, випадковий або контагіозний) істотно впливає на формування осередків популяцій та швидкість їх поширення. Доведено, що рекреаційні
локалітети можуть виконувати подвійну функцію – виступати як осередки накопичення популяцій або як бар’єри, формуючи ефект екологічної пастки. Запропоновано аналітичну залежність швидкості інфільтрації популяції від трофічної спеціалізації виду, ресурсної забезпеченості та просторової структури середовища. У висновках підкреслено, що врахування просторово-часової організації урбоекосистем суттєво підвищує ефективність прогнозування інвазій. Практичне значення роботи полягає у використанні моделі для
ідентифікації зон підвищеного ризику та оптимізації управління міськими зеленими насадженнями.
Посилання
1. Alberti, M. (2005). The effects of urban patterns on ecosystem function. International Regional Science Review, 28 (2), 168–192. https://doi.org/10.1177/0160017605275160
2. Beninde, J., Veith, M., & Hochkirch, A. (2015). Biodiversity in cities needs space: a meta‐analysis of factors determining intra‐urban biodiversity variation. Ecology Letters, 18 (6), 581–592. https://doi.org/10.1111/ele.12427
3. Bondareva, L., & Tarnavskyi, N. (2023). The main factors influencing the damage and population dynamics of Cameraria ohridella (Deschka & Dimic, 1986) in urban plantations of Kyiv region. Biological Systems: Theory and Innovation, 14 (3-4). https://doi.org/10.31548/biologiya14(3-4).2023.012
4. Buenrostro, J. H., & Hufbauer, R. A. (2022). Urban environments have species-specific associations with invasive insect herbivores. Journal of Urban Ecology, 8 (1). https://doi.org/10.1093/jue/juac011
5. Fletcher, R. J., Smith, T. A. H., Troy, S., Kortessis, N., Turner, E. C., Bruna, E. M., & Holt, R. D. (2024). The prominent role of the matrix in ecology, evolution, and conservation. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 55 (1), 423–447. https://doi.org/10.1146/annurev-ecolsys-102722-025653
6. Flickinger, H. D., & Dukes, J. S. (2024). A review of theory: Comparing invasion ecology and climate change‐induced range shifting. Global Change Biology, 30 (12), e17612. https://doi.org/10.1111/gcb.17612
7. Turner, M. G., & Gardner, R. H. (2015). Landscape ecology in theory and practice: Pattern and process (2nd ed.). Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2794-4
8. Fokin, A. V., Adamchuk, O. S., & Mishchenko, O. A. (2025). Construction of complex systemic preparations for beekeeping and plant protection based on the principle of neural networks. Scientific and Production Journal Beekeeping of Ukraine, 15, 112–119. https://doi.org/10.32782/beekeepingjournal.2025.15.13
9. Strogatz, S. H. (2018). Nonlinear dynamics and chaos: With applications to physics, biology, chemistry, and engineering (2nd ed.). CRC Press
10. Fokin, A. V., Moroz, S. Yu., & Adamchuk, O. S. (2026). Theoretical aspects of designing plant protection systems against phytophagous insects. Phoenix Publishing House.
11. Forman, R. T. T. (1995). Land mosaics: The ecology of landscapes and regions. Cambridge University Press.
12. Freise, J. F., Heitland, W., & Tosevski, I. (2002). Parasitism of the horse chestnut leaf miner, Cameraria ohridella Deschka and Dimic (Lep., Gracillariidae), in Serbia and Macedonia. Anzeiger Für Schädlingskunde, 75 (6), 152–157. https://doi.org/10.1046/j.1439-0280.2002.02046.x
13. Hanski, l. (1999). Metapopulation Ecology. Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/oso/9780198540663.001.0001
14. Hanski, I., Kinne, O., & Bazzaz, F. A. (2005). The shrinking world: Ecological consequences of habitat loss. International Ecology Institute.
15. Hastings, A., Cuddington, K., Davies, K. F., Dugaw, C. J., Elmendorf, S., Freestone, A., Harrison, S., Holland, M., Lambrinos, J., Malvadkar, U., Melbourne, B. A., Moore, K., Taylor, C., & Thomson, D. (2004). The spatial spread of invasions: new developments in theory and evidence. Ecology Letters, 8 (1), 91–101. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2004.00687.x
16. Schlaepfer, M., Runge, M., & Sherman, P. (2002). Ecological and evolutionary traps. Trends in Ecology & Evolution, 17 (10), 474–480.
17. Kowarik, I. (2023). Urban biodiversity, ecosystems and the city. Insights from 50 years of the Berlin School of urban ecology. Landscape and Urban Planning, 240, 104877. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2023.104877
18. Liu, N., Liu, Z., & Wu, Y. (2025). Direct and indirect impacts of urbanization on biodiversity across the world’s cities. Remote Sensing, 17 (6), 956. https://doi.org/10.3390/rs17060956
19. Nixon, L. J., Acebes-Doria, A., Kirkpatrick, D., & Leskey, T. C. (2024). Influence of deployment method and maintenance on efficacy of sticky card traps for Halyomorpha halys (Hemiptera: Pentatomidae). Journal of Economic Entomology, 117 (5), 2003–2008. https://doi.org/10.1093/jee/toae192
20. Pan, R., Zhang, J., Xue, W., Xia, Q., Liu, J., Yan, J., Ling, H., & Jin, X. (2025). Research on the evolution and optimization of ecological networks in arid areas based on machine learning and multi-source remote sensing data. Environmental and Sustainability Indicators, 27, 100830. https://doi.org/10.1016/j.indic.2025.100830
21. Pickett, S. T. A., Cadenasso, M. L., Grove, J. M., Nilon, C. H., Pouyat, R. V., Zipperer, W. C., & Costanza, R. (2001). Urban ecological systems: Linking terrestrial ecological, physical, and Socioeconomic components of metropolitan areas. Annual Review of Ecology and Systematics, 32(1), 127–157. https://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.32.081501.114012
22. Rao, X., Li, J., & Li, J. (2025). Multi-scale differences in landscape connectivity evaluation and protection strategies: a case study of Chongqing, China. Scientific Reports, 15 (1), 4965. https://doi.org/10.1038/s41598-025-88629-6
23. Renault, D., Manfrini, E., Leroy, B., Diagne, C., Ballesteros-Mejia, L., Angulo, E., & Courchamp, F. (2021). Biological invasions in France: Alarming costs and even more alarming knowledge gaps. NeoBiota, 67, 191–224. https://doi.org/10.3897/neobiota.67.59134
24. Zurell, D., Franklin, J., König, C., Bouchet, P. J., Dormann, C. F., Elith, J., Fandos, G., Feng, X., Guillera‐Arroita, G., Guisan, A., Lahoz‐Monfort, J. J., Leitão, P. J., Park, D. S., Peterson, A. T., Rapacciuolo, G., Schmatz, D. R., Schröder, B., Serra‐Diaz, J. M., Thuiller, W., Yates, K. L., Zimmermann, N. E. & Merow, C. (2020). A standard protocol for reporting species distribution models. Ecography, 43 (9), 1261–1277. https://doi.org/10.1111/ecog.04960
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 А. В. Фокін, Л. М. Бондарева
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
