Влияние возраста залежей на фауну герпетобионтов постагрогенных черноземов Ростовской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние возраста залежей на фауну герпетобионтов постагрогенных черноземов Ростовской области

Естественные экосистемы степей Юга России подвержены сильнейшей антропогенной нагрузке, связанной в первую очередь с интенсивной распашкой земель. В результате сельскохозяйственной деятельности человека трансформированы огромные территории, что ведет за собой нарушение экологического баланса, уничтожение уникальных степных ландшафтов и растительности, потерю животного населения и деградацию почвенного покрова [3, 8]. Перевод земель в разряд залежных приводит к сложному длительному процессу восстановления степных экосистем [12, 13, 17, 19].

Деятельность почвенной мезофауны, являющейся одним из наиболее существенных компонентов как естественных, так и антропогенных экосистем, влияет на морфологию почвенного профиля и физико-химические свойства почв, скорость круговорота веществ, способствует формированию почвенного покрова и др. [5, 6, 18, 20]. Герпетобионтное население является одним из важных характеристик экологии почв, их функций в биосфере, уровня почвенного плодородия. В силу своей чувствительности к факторам среды и постоянным контактом с почвой мезофауна может использоваться при оценке тенденции изменения почвенных процессов, в том числе и в постагрогенных почвах. Формирование герпетобионтных комплексов насекомых происходит преимущественно за счет представителей отряда Coleoptera. Жесткокрылые - одна из наиболее многочисленных групп почвенной мезофауны. Особый интерес почвенные жесткокрылые также вызывают в связи с возможностью использования их как индикаторов экологических условий в естественных и антропогенных биоценозах [4, 9, 10, 21].

Целью настоящей работы стал эколого-фаунистический анализ сообществ герпетобионтных жесткокрылых разновозрастных залежных черноземов.

Исследование проводилось на территории учебного хозяйства ЮФУ «Недвиговка», расположенной в подзоне разнотравно-типчаково-ковыльных степей в Мясниковском районе Ростовской области. Рельеф представлен Приазовской наклонной равниной с ясно выраженными террасами реки Мертвый Донец. Участок исследования состоит из серии залежей, выведенных из сельскохозяйственного использования 83, 27 и 17 лет назад. Почва залежных участков - чернозем обыкновенный (северо-приазовский) карбонатный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый на лессовидном тяжелом суглинке [16, 11]. Залежи находятся на разных стадиях зацелинения - самая старая 83-летняя залежь - в типчаковой стадии сукцессии, залежи 27- и 17-летнего возрастов - в корневищно-злаковой стадии сукцессии [7].

Сбор материала осуществлялся в мае-июле 2014 года по методике вылова герпетобионтных беспозвоночных банками-ловушками Барбера-Гейлера [4]. В качестве ловушек Барбера использовались пластиковые емкости объемом 0,5 литра и диаметром входного отверстия 84 мм. Фиксирующей жидкостью являлась разведенная 6% уксусная кислота. Материал изымался из банок через 7 дней.

На исследуемых участках выявлялся таксономический состав жесткокрылых [1,2]. Для экологического анализа рассчитывались значения следующих показателей: индекс биоразнообразия Маргалефа (Dmg), индекс видового разнообразия Шеннона (Нs), индекс доминирования Симпсона (D) [14]. Степень фаунистического сходства биотопов оценивалась при помощи коэффициента Жаккара. Для оценки относительного обилия использовалась следующая шкала: более 5% - доминантные виды, 2-5% - субдоминантные, менее 2% - редкие [15].

В результате анализа материала, собранного почвенными ловушками, на территории учебного хозяйства «Недвиговка» было выявлено 27 видов жесткокрылых, являющихся представителями 10 семейств (табл. 1).

сельскохозяйственный почва экосистема герпетобионт

Таблица 1. Видовой состав жесткокрылых разновозрастных залежей

Наибольшее количество почвенных жесткокрылых обнаружено на участке старой 83-летней залежи, наименьшее - на самой молодой залежи (рис. 1). Богатство таксономического состава жесткокрылых герпетобионтов (рис. 2) наряду с их динамической плотностью (рис. 3) также образует экологический ряд в порядке убывания от 84-летней к 17-летней залежи.

Рис. 1. Общая численность жесткокрылых на залежах, экз.

Рис. 2. Количество семейств (А) и видов (Б) жесткокрылых на залежах

Рис. 3. Динамическая плотность жесткокрылых, экз./10 лов.-сут.

Самыми многочисленными видами 83-летней залежи являются (здесь и далее в порядке убывания): Dermestes laniarius Ill., Amara bifrons, Hister quadrimaculatus L. и Harpalus dimidiatus. С точки зрения доминирования для данного биотопа к субдоминантным и редким было отнесено 8 и 10 видов соответственно.

К доминирующим представителям сообщества 27-летней залежи относятся Dermestes laniarius Ill., Opatrum sabulosum L., Oodescelis polita Sturm. и Hister quadrimaculatus L. Субдоминантными являются 5 видов жесткокрылых, редкими - 9.

Молодая 17-летняя залежь представлена следующими доминирующими видами - Opatrum sabulosum L., Dermestes laniarius Ill. и Pedinus femoralis volgensis. К субдоминантным представителям этого сообщества отнесено 3 вида, к редким - 4.

Пищевая специализация является одним из существенных факторов, определяющих роль герпетобионтов в экосистемах. Трофическая структура жесткокрылых в изученных биотопах носит схожий характер - преобладающей экологической группой по питанию являются фитофаги, следующее за ними положение занимают герпетобионты-сапрофаги, играющие важную роль в процессах гумусообразования, далее в ряду идут жуки-миксофаги и хищники, составляющие наименьший процент (рис. 4).

Рис. 4. Трофическая структура жесткокрылых на залежах

Согласно значениям рассчитанных индексов (табл. 2), видовое разнообразие увеличивается с возрастом залежи, степень же доминирования отдельных видов, напротив, уменьшается.

Таблица 2. Показатели биоразнообразия жесткокрылых разновозрастных залежей

При сравнительном анализе комплекса почвенных жесткокрылых исследованных биотопов на основании попарного коэффициента фаунистического сходства Жаккара было отмечено, что наибольшее видовое сходство наблюдается для залежей 84-летней и 28-летней давности (0,54).

В результате проведенного исследования также были выделены эвритопные виды, т.е. встречающиеся на всех участках, к ним относятся жуки из семейства чернотелок: Blaps halophila F.-W., Opatrum sabulosum L., Gonocephalum pusillum F., Pedinus femoralis volgensis, а также жук из семейства кожеедов - Dermestes laniarius Ill. Кроме того, на участках были обнаружены специфические субдоминантные виды, которые предположительно могут выступать видами-индикаторами возраста залежей.

Выводы

1. На исследованных залежных участках основой комплекса герпетобионтных жесткокрылых являются Carabidae и Tenebrionidae.

2. С увеличением возраста залежи увеличивается количество особей, видов и семейств герпетобионтных жесткокрылых, растет их динамическая плотность.

3. Биоразнообразие растёт, структура доминирования видов выравнивается с увеличением возраста залежи.

4. Наибольшее видовое сходство наблюдается между 84- и 28-летней залежами. Значительная часть видов единична или малочислена.

5. Между отдельными трофическими группами сообществ сохраняется стабильное соотношение видов, что свидетельствует о благоприятных условиях для почвенной мезофауны на всех изученных участках.

Литература

Абдурахманов Г.М., Набоженко М.В. Определитель и каталог жуков-чернотелок Кавказа и юга европейской части России. Товарищество научных изданий КМК, 2011. - 369 с.

Бей-Биенко Г. Определитель насекомых европейской части СССР. Том 2. Жесткокрылые и веерокрылые. М: Наука, 1965. - 668 с.

Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Очерки о плодородии почв. Ростов-н/Д.: Изд-во: СКНЦ ВШ, 2001. - 240 с.

Гиляров М.С. Зоологический метод диагностики почв / М.С. Гиляров. - М.: Наука, 1965. - 278 с.

Гиляров М.С. Особенности почвы как среды обитания и ее значение в эволюции насекомых. М.: Изд-во АН СССР, 1949. - 277 с.

Евсюков А.П. Замечания по мезофауне некоторых ландшафтов дельты Дона // Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов и сопредельных территорий. Краснодар: Кубанский ун-т, 2006, с. 21-26.

Ермолаева О.Ю., Мясникова М.А. Флористические особенности залежных участков степей Ростовской области // APRIORI. Серия: Естественные и технические науки. 2014, №3, с. 4-5.

Казеев К.Ш., Вальков В.Ф., Колесников С.И. Атлас почв Юга России. Ростов н/Д: Изд-во «Эверест», 2010. - 128 с.

Криволуцкий Д.А. Почвенная фауна в экологическом контроле. М., Наука, 1994. - 272 с.

Кузнецова Н.А. Организация почвенных сообществ и ее роль в биоиндикации // Антропогенная динамика экосистем. М., 2003. С. 39-91.

Мясникова М.А. Сравнительная характеристика черноземов особо охраняемых природных территорий Ростовской области // Известия высших учебных заведений. Сев.-Кавк. регион. Серия: Естественные науки, 2014, №2 (180), с. 63-66.

Мясникова М.А., Ермолаева О.Ю., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Биологические особенности разновозрастных постагрогенных черноземов Ростовской области // Современные проблемы науки и образования. 2013, №6, с. 722-723.

Мясникова М.А., Черникова М.П., Казеев К.Ш., Ермолаева О.Ю., Колесников С.И., Козунь Ю.С., Акименко Ю.В., Яровая Я.В. Биологические особенности черноземов залежей ботанического сада ЮФУ // Политематический электронный журнал Кубанского государственного аграрного университета. -2014. - №104, с. 615-626.

Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях. - М.: Наука, 1982. - 287 с.

Пономаренко В.А., Адамов А.В. Видовой состав и распределение жесткокрылых залежного участка территории биологической станции РГУ // Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий: Материалы XVIII межреспубликанской научно-практической конференции. - Краснодар: Кубанский госуниверситет, 2005, с. 116-118.

Прудникова М.А., Даденко Е.В., Ермолаева О.Ю., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Использование биологических показателей в мониторинге постагрогенных черноземов // Известия Самарского научного центра, 2013, Т.15, №3, с. 1406-1409.

Прудникова М.А., Даденко Е.В., Казеев К.Ш., Ермолаева О.Ю., Колесников С.И. Биологические свойства залежных черноземов Ростовской области // Политематический сетевой электронный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). -2013. - №89 (05), с. 985-996.

Сизова М.Г. Почвенные беспозвоночные как компонент степных биоценозов // Экология и биология почв Юга России. Материалы международной конференции. Ростов-н/Д.: Изд-во ЦВВР, 2003, Вып II, с. 25-30.

Смелянский И. Сохранение биоразнообразия на сельскохозяйственных землях и судьба степей // Степной бюллетень №12. - Новосибирск, 2002. С. 2-3.

Стриганова Б.Р. Структура и функции сообществ почвенных беспозвоночных. В кн.: Структурно-функциональная роль почв и почвенной биоты в биосфере. М., Наука, 2003, с. 151-173.

Шарова, И.Х. Особенности биотопического распределения жужелиц (Coleoptera, Carabidae) в зоне смешанных лесов Подмосковья / И.Х. Шарова // Фауна и экология животных. - М., 1971. - С. 61-68.

Размещено на Allbest.ru