Local taxonomic spectra in plants, animals, fungi and terrestrial protists show common mathematical patterns

Taxonomic spectra, i.e. relations between supraspecific taxa by the number of included species, remain poorly understood in aspect of the mathematical properties. We studied taxonomic spectra of plants (Magnoliophyta, Bryophyta), animals (Coleoptera, Aves), fungi (Agaricomycetes) and terrestrial protists (Myxomycetes), found in the Homilsha Forests National Nature Park (North-East of Ukraine), and concluded that they correspond to the hollow-curve distribution at the level of genera, families and orders. The spectra of most taxa, as shown by the Akaike information criterion, are closely approximated by the log-series distribution model at all taxonomic levels. This type of distribution is typical for the species abundance curves, based on collections made from small areas. At the same time, in the genera–families–orders row the similarity to the lognormal distribution increases. The central values and variability vary considerably between different taxonomic groups and ranks, however, without affecting the type of distribution. The number of orders in all taxa except Bryophyta has reached the saturation and coincides with the curve of the estimated number of orders according to the Chao1 coefficient. For families and especially genera the correspondence with estimated number of species is much lower. Our results do not confirm the assumption that hollow-curve distributions of taxonomic spectra result from the artificial fragmentation of taxa. These distributions neither depend on the insufficient knowledge about the species composition at the locality, nor reflect the size of the studied area. The presence of such distributions in both local and global biota of different groups may be explained by the common features of their evolution, especially by the existence of relict orphan groups. The fact that in Homilsha Forests the kurtosis and skewness of distributions decreases in the genera–families–orders row can therefore be explained by the relatively low percentage of the high-rank orphan taxa in the local biota. This may be a common feature of communities studied at small geographical scale, since orphan taxa often demonstrate a high level of endemism. Comparative studies of local communities from different climate zones may help to understand how universal are the patterns, described herein

АНАЛІЗ ГІДРОХІМІЧНОГО РЕЖИМУ ДНІПРОВСЬКИХ ВОДОСХОВИЩ

A complex of issues was considered, namely: hydro-chemical pollution of catchment landscapes, bottom sediments of river basins and groundwater, slowing down of underground flow due to the regulation of the river network, regional development of flooding, presence of landscapes contaminated with radionuclides, and the growth of global climate change. All above as well as the ongoing war in the territory of Ukraine affect the conditions of the formation of the hydro-chemical regime and contribute to the changes in the quantitative and qualitative water indicators in the Dnipro River basin and the Dnipro reservoirs, as the main sources of water supply for Ukraine. The research determined the changes in the hydro-chemical regime of the surface water of the Dnipro reservoirs during 2016-2022 to specify the impact of climate change and anthropogenic factors on the drinking water supply. The dynamics of changes were analyzed for individual qualitative indicators of the surface water of the Dnipro reservoirs in the cold (January) and warm (July) months of the year. It was proven that the accumulation of flood water affects the mineralization of the Dnipro reservoirs along their longitudinal axis, and the mineralization rate and the content of the main ions are significantly affected by the water content of the year. It was established that, in the Dnipro reservoirs, the lower limit of mineralization relative to natural conditions increased by 55%, and the upper limit decreased by 30%. It was determined that despite the seasonal changes in the concentration of ions in the water of the Dnipro reservoirs, their ratio for each reservoir remains practically constant and only sometimes changes in the case of a shift in the carbonate balance and in the confluence of more mineralized waters, which increase the content of Mg2, Na+, K+, and SO42-. The predominant water cation is Ca2+, the anion is HСО3-, and the absolute and relative content of other ions is much smaller. The metamorphism of the water of the Dnipro reservoirs changed the ratio of ion concentrations, namely the relative amount of SO42-, Cl-, Na+, and K+ ions increased. The obtained results of changes in the quality indicators of surface water in the Dnipro reservoirs have proved the dependence of the formation of the hydro-chemical regime of the reservoirs on the impact of climate change, economic activity, and the consequences of military actions.Розглянуто комплекс питань, а саме: гідрохімічне забруднення водозбірних ландшафтів, донних відкладів річкових басейнів та ґрунтових вод, уповільнення підземного стоку внаслідок зарегулювання річкової мережі, регіональний розвиток підтоплення, наявність забруднених радіонуклідами ландшафтів, зростання глобальних змін клімату, за яким зміна умов формування гідрохімічного режиму та війна на території України сприяють зміні кількісних та якісних показників водних ресурсів у басейні річки Дніпро та дніпровських водосховищ, як основного джерела водопостачання України. Дослідженнями визначено зміни гідрохімічного режиму поверхневих вод дніпровських водосховищ упродовж 2016 – 2022 років для встановлення впливу кліматичних змін та антропогенних чинників на питне водопостачання. Проаналізовано динаміку змін окремих якісних показників поверхневих вод дніпровських водосховищ у холодні (січень) та теплі (липень) місяці року. Засвідчено, що накопичення повеневих вод продовжує призводити до зміни мінералізації дніпровських водосховищ по їх повздовжній осі, а на її рівень та вміст головних іонів значно впливає водність року. Встановлено, що, на дніпровських водосховищах нижня межа мінералізації відносно природних умов підвищилась на 55%, а верхня – знизилась на 30 %. Визначено, що незважаючи на сезонні зміни концентрацій іонів у воді дніпровських водосховищ, їх співвідношення для кожного водосховища залишається практично сталим і лише інколи змінюється в разі зміщення карбонатної рівноваги та в місцях впадіння більш мінералізованих вод, які збільшують вміст Mg2, Na+, K+ і SO42-. Переважним катіоном води є Са2+, аніоном – НСО3-, абсолютний і відносний вміст інших іонів значно менший. Метаморфізація вод дніпровських водосховищ змінила співвідношення концентрацій іонів: підвищилась відносна кількість іонів SO42-, Cl-, Na+, K+. Отримані результати зміни якісних показників поверхневих водних ресурсів у дніпровських водосховищах підтвердили залежність формування гідрохімічного режиму водосховищ від впливу кліматичних змін, господарської діяльності та наслідків військових дій

Inelastic mechanical spectroscopy of SiO2, radiation and structural functionalized nanocomposites of polyamide, polyethylene, polyvinylchloride and multiwalled carbon nanotubes

<p>The samples were prepared by ultrasonic dispersion using digital ultrasonic (US) bath CE-6200A with power W = 70 W at frequency f » 42 kHz. Illustration of the window for processing data of quasilongitudinal elastic waves velocity measuring V║ = 3244 ± 10 m/sec m/sec in nanocomposite polyamide (PA-6) (NH(CH2)5CO)n + 0,1% MCNT by by pulse-phase US method at frequency f║ » 1 MHz after electron irradiation with dose De- ≈ 10 MRad with energy Ee- ≈ 2,0 MeV.</p&gt