Структура та динаміка населення панцирних кліщів (Аcariformes, Оribatei) заповідних степів Південного Сходу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 595. 423 + 574. 34

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

СТРУКТУРА ТА ДИНАМІКА НАСЕЛЕННЯ ПАНЦИРНИХ КЛІЩІВ (ACARIFORMES, ORIBATEI) ЗАПОВІДНИХ СТЕПІВ ПІВДЕННОГО СХОДУ УКРАЇНИ

Спеціальність - 03.00.16. - екологія

ШТІРЦ АРТУР ДАВИДОВИЧ

Дніпропетровськ - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі зоології Донецького державного університету Міністерства освіти України.

Науковий керівник:

Ярошенко Микола Миколайович, доктор біологічних наук, доцент, Донецький державний університет, завідувач кафедри зоології.

Офіційні опоненти:

Сметана Микола Григорович, доктор біологічних наук, Криворізький ботанічний сад НАН України, провідний науковий співробітник;

Жуков Олександр Вікторович, кандидат біологічних наук, Дніпропетровський державний університет, асистент кафедри зоології та екології.

Провідна установа: Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського Міністерства освіти України: м. Сімферополь, вул. Ялтинська, 4.

Захист дисертації відбудеться "29" березня 2000 р. о "16" годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.051.04 Дніпропетровського державного університету Міністерства освіти України: 49050, м. Дніпропетровськ, провулок Науковий, 13, корп. 17, зал засідань.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Дніпропетровського державного університету: 49050, м. Дніпропетровськ, пров. Науковий, 13.

Автореферат розіслано "28" лютого 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат біологічних наук Дубина А.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Панцирні кліщі - одна з найбільших груп кліщів, представлена в світовій фауні більш ніж 7000 видами, об'єднаними в 177 родин. Відповідно до систематики, що запропонована Гранжаном (Grandjean, 1954, 1969), вони утворюють підряд Oribatida (= Criptostigmata, Oribatei) ряду акаріформних кліщів (Acariformes), що поділяється на нищих орібатид - Oribatei Inferiores і вищих - Oribatei Superiores, представлених в фауні України щонайменше 697 видами, що відносяться до 208 родів і 85 родин (Ярошенко, 1992).

Висока чисельність орібатид та відносна простота збору матеріалу для кількісних обліків дозволяють використовувати орібатид як модельні об'єкти ґрунтово-зоологічних і екологічних досліджень. В умовах розвитку антропогенних ландшафтів орібатиди залишаються "останнім реліктом" вихідного природного населення ґрунтів і набувають особливої цінності для біогеографії і екології (Панцирные клещи …, 1995), що дозволяє використовувати панцирних кліщів як зручний об'єкт для біоіндикації антропогенних впливів (Криволуцкий, 1976).

Панцирних кліщів використовують, зокрема, для біоіндикації ступеня забрудненості повітряного і ґрунтового середовищ в містах, в умовах значного антропогенного навантаження (Эйтминавичуте, 1982), на територіях, що знаходяться під впливом викидів нафтопереробних і калійних комбінатів, меліоративної діяльності (Матвеенко, 1990), радіоактивних забруднень (Криволуцкий, 1970).

Практично всі форми господарської діяльності людини впливають на населення панцирних кліщів, що чітко реєструється (Криволуцкий, Казадаев, Пономаренко, 1977).

Особливо велике значення в житті біогеоценозів орібатиди відіграють у ґрунтотворних процесах. Вони пропускають через себе до 2 % енергії, що надходить в ґрунт у вигляді органічних решток. В різних природних зонах біомаса орібатид коливається в межах 0,1-13 г/м² живої ваги (Криволуцкий, 1976).

Крім того, панцирні кліщі зареєстровані як проміжні хазяї стьожкових червів родини Anoplocephalidae - паразитів сільськогосподарських тварин (Потемкина, 1941, 1944; Шалдыбина, 1952; Кузнецов, 1971; Крамной, 1989 та ін.). Вони можуть також розповсюджувати збудників бактеріальних та грибкових захворювань, ґрунтових найпростіших та нематод (Буланова-Захваткина, 1952, 1967 та ін.).

Недостатня вивченість структури та динаміки угруповань панцирних кліщів цілинних степових біогеоценозів Донбасу визначили вибір теми даного дослідження.

Зв'язок роботи з планом НДР кафедри зоології ДонДУ. Тема дисертаційної роботи є складовою частиною основного напрямку досліджень кафедри зоології Донецького державного університету "Екологія і фауна Південного Сходу України" Г 96/1 (номер державної реєстрації 0196И 021121), а також держбюджетних тем: "Фауна і флора техногенних екосистем" 99-1вв-75 та "Вивчення зооценозів в екосистемах техногенних ландшафтів Донбасу" 96-1вв-68 (номер державної реєстрації 0196013132).

Мета роботи. Основною метою дослідження є аналіз біогеоценотичної структури і циклічної динаміки населення панцирних кліщів в умовах всіх заповідних степів Південного Сходу України, що є унікальними і не мають аналогів в Європі.

Завдання дослідження. Для досягнення поставленої мети передбачалось розв'язання таких завдань:

1. Встановити основні біоценотичні характеристики населення панцирних кліщів цілинних біогеоценозів, а саме, чисельність, видова різноманітність і вирівняність, відносна частка окремих видів, співвідношення морфоекологічних груп і структура домінування.

2. Вивчити закономірності циклічної динаміки чисельності панцирних кліщів, характер добових вертикальних міграцій.

3. Дослідити розподіл панцирних кліщів в природному градієнті середовища - на катенах цілинного степу, для встановлення їх екологічних параметрів.

4. Провести порівняльний аналіз структури угруповань орібатид на ділянках з різним режимом охорони, в різних варіантах степової рослинності. З'ясувати ступінь і характер впливу охоронного режиму на населення панцирних кліщів.

5. Дослідити можливість використання співвідношення морфоекологічних груп як одного з критеріїв в ґрунтово-зоологічній діагностиці стану навколишнього середовища.

6. Встановити характер впливу промислових забруднень та сільськогосподарської діяльності на структуру угруповань панцирних кліщів, використовуючи як еталон одержані дані по структурі населення орібатид заповідних степів.

Наукова новизна роботи. Вперше проведено комплексний порівняльний аналіз структури та динаміки населення панцирних кліщів на ділянках з різними типами степової рослинності та з різним режимом охорони. Для кожного угруповання орібатид наводяться основні біоценотичні характеристики, такі як чисельність, видова різноманітність, структура домінування та співвідношення морфоекологічних типів.

Вказано на можливість використання співвідношення морфоекологічних угруповань орібатид для екологічної характеристики, як одного з критеріїв в ґрунтово-зоологічній діагностиці стану оточуючого середовища.

Розглянуто циклічну динаміку чисельності панцирних кліщів у різних варіантах різнотравно-типчаково-ковилових степів. Вперше проведено дослідження угруповань орібатид на степових катенах з різним режимом охорони (в охоронній і абсолютно заповідній зонах), подано комплексний порівняльний аналіз основних біоценотичних характеристик панцирних кліщів на кожній позиції катени.

Вперше розглянуто особливості розміщення панцирних кліщів за ґрунтовим профілем з урахуванням міграційних особливостей і специфіки життєвих форм.

Проведено порівняння основних біоценотичних характеристик орібатид техногенних біогеоценозів та заповідних цілинних територій.

Продемонстровано негативний вплив промислових забруднень і сільськогосподарської діяльності (сінокіс, випас худоби і розорювання земель) на структуру угруповань панцирних кліщів.

Дано рекомендації для проведення ґрунтово-зоологічного моніторингу ступеня впливу промислових забруднень і сільськогосподарської діяльності на населення панцирних кліщів.

В результаті проведених нами досліджень на території заповідних степів Південного Сходу України знайдено 128 видів панцирних кліщів, що відносяться до 72 родів та 44 родин. З них 80 видів зазначаються вперше для заповідних степів, 22 види наводяться вперше для Південного Сходу України та 3 види - нові для фауни України. Для "Провальского степу" та "Станично-Луганського" відділень Луганського природного заповідника вперше встановлено видовий склад панцирних кліщів.

Практичне значення. Дані по структурі та динаміці населення панцирних кліщів заповідних степів Південного Сходу України можуть бути використані як еталон для ґрунтово-зоологічного моніторингу стану навколишнього середовища при проведенні біоіндикаційних досліджень, а також для порівняльного аналізу природних біогеоценозів і агроценозів з метою розробки екологічних технологій в сільському господарстві та визначенні ступеня їх впливу на ґрунтове населення.

Матеріали, отриманні в ході досліджень, використовуються при викладанні курсів "Зоологія безхребетних", "Акарологія", "Місцева фауна", "Екологія тварин" на кафедрі зоології Донецького державного університету.

Особиста участь автора в отриманих результатах, які представлені в дисертації. Дисертація є особистою науковою працею, яка виконувалась автором протягом 5 років. Автор самостійно проводив збір, обробку та визначення матеріалу, а також описував результати досліджень та готував наукові публікації.

Апробація роботи. Основні наукові положення і висновки дисертації доповідались на міжнародній науковій конференції "Биологические проблемы устойчивого развития природных экосистем" (Воронеж, 1996); на V з'їзді Українського ентомологічного товариства (Харків, 1998); наукових конференціях "Роль охраняемых природных территорий в сохранении биоразнообразия" (Канів, 1998), "Биологические исследования на природоохранных территориях и биологических стационарах" (Харків, 1999); на VII акарологічній нараді (Санкт-Петербург, 1999); семінарах і наукових конференціях Донецького державного університету (1995-1999 рр.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 15 праць, з них 6 - в наукових журналах, 3 - у збірниках наукових робіт, 6 - в матеріалах та тезах конференцій.

Обсяг та структура роботи. Дисертація складається із вступу, 8 розділів, висновків, списку літератури та додатків (А, Б). Загальний обсяг роботи 187 сторінок, включаючи 2 таблиці та 61 малюнок (37 сторінок). Список літератури (16 сторінок) містить 195 найменувань, серед яких 31 іноземних авторів. Додатки А, Б викладено на 118 сторінках і містять 37 таблиць. Додаток А містить таблиці до основного тексту дисертації, додаток Б - таксономічний список панцирних кліщів заповідних степів Південного Сходу України.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовується актуальність та сучасний стан обраної проблеми, мета та завдання досліджень.

Фізико-географічна характеристика району досліджень. Район досліджень належить до підзони різнотравно-типчаково-ковилових степів степової зони України.

В розділі наводяться дані про загальні фізико-географічні умови регіону, рельєф, клімат, ґрунти та характер рослинності.

Історія вивчення панцирних кліщів на території південного сходу України (короткий огляд літератури). В розділі коротко проаналізовано історію вивчення панцирних кліщів Південного Сходу України за період з 1953 по 1999 рр. Критично розглянуто всі літературні джерела, що містять дані про панцирних кліщів регіону. Аналіз літератури дозволяє зробити висновок, що незважаючи на більш ніж півсторічний період досліджень орібатид регіону, скласти з існуючих робіт цілісне уявлення про населення та екологічні особливості орібатид цілинних степів практично неможливо, в зв'язку з фауністичною спрямованістю більшості робіт.

В той же час, в великій кількості робіт, присвячених панцирним кліщам техногенних територій, до цього часу практично не розглядались питання екології орібатид, і не проводились спроби аналізу ступеня і напрямків трансформації населення під впливом антропогенних факторів.

До наших досліджень не було жодної узагальненої роботи з біогеоценотичної структури і циклічної динаміки населення панцирних кліщів заповідних степів Південного Сходу України.

Матеріал і методика досліджень. В основу даної роботи покладено особисті збори автора, що проводились в період з 1995 по 1998 роки на територіях усіх заповідників регіону, а також численні збори М.М. Ярошенко, що зберігаються в колекції кафедри зоології Донецького державного університету. Всього за період досліджень було зібрано і оброблено 1170 ґрунтових проб, з них отримано близько 25090 екземплярів панцирних кліщів.

Відбір ґрунтових проб і вигонка кліщів проводились за загальноприйнятими методиками (Буланова-Захваткина, 1952, 1967). Камеральна обробка матеріалу виконувалась в лабораторії акарології кафедри зоології ДонДУ.

Визначення проводилось за наступними джерелами: "Определитель обитающих в почве клещей. Sarcoptiformes" (1975), Г.Д. Сергієнко (1994), П.Г. Павліченко (1994), Balogh (1972), Balogh, Mahunka (1983) та ін., а також за багаточисельними першоописаннями та ревізіями родин. Точність визначення перевірена і підтверджена д.б.н. М.М. Ярошенко (Донецький держ. ун-т), визначення окремих видів підтверджено к.б.н. А.В. Толстіковим (Тюменський держ. ун-т), к.б.н. С. М. Іорданським (Московський держ. педагогичний ун-т).

Математична обробка результатів проведена на основі традиційних в ґрунтово-зоологічній практиці методів аналізу синекологічних характеристик ґрунтового населення (Чернов, 1975).

Весь матеріал, використаний при написанні роботи, зберігається на кафедрі зоології Донецького державного університету.

Біогеоценотична характеристика населення панцирних кліщів Луганського природного заповідника. Біогеоценотична характеристика населення панцирних кліщів розглянута нами в межах гігротичного варіанту різнотравно-типчаково-ковилових степів на прикладі відділення "Стрільцівский степ", в межах гігротичного варіанту ковило-лукових степів на прикладі відділення "Провальский степ" і в межах псамофітной різнотравно-піщаноковилового степу на прикладі "Станично-Луганського" відділення Луганського природного заповідника.

З метою з'ясування ступеня та характеру впливу охоронного режиму на населення панцирних кліщів, проведено порівняння основних біоценотичних характеристик угруповань орібатид на ділянках з різним режимом охорони і в різних варіантах степової рослинності.

В межах кожної з ділянок розглянуто населення орібатид основних рослинних формацій, виявлені найбільш оригінальні видові угруповання, відзначено зміни в структурі комплексу панцирних кліщів, що викликані процесами мезофітизації степової рослинності.

Відмічено значний вплив сінокосу на структуру населення орібатид, що виражається в різкому зменшенні чисельності і видової різноманітності кліщів, зміні характеру домінування за рахунок різкої переваги 1-2 еврибіонтних видів.

Аналіз особливостей розподілу різних адаптивних груп і співвідношення морфоекологічних типів панцирних кліщів у всіх відділеннях Луганського природного заповідника продемонстрував пряму залежність між ступенем антропогенного навантаження і різноманіттям адаптивних типів, що найбільш чітко виявляється в переважанні вторинно неспеціалізованих форм та зменшенні частки мешканців дрібних ґрунтових свердловин в порушених ценозах (випасання, сінокіс, розорювання земель).

Проаналізовано характер розподілу панцирних кліщів за основними позиціями катен в охоронній зоні та в умовах абсолютно заповідного степу на території заповідника "Провальский степ".

Встановлено, що максимум чисельності і видової різноманітності припадає на транзитну позицію катени, мінімум - зареєстрований на елювіальній позиції. Велику різноманітність панцирних кліщів транзитної позиції забезпечують багато видів, а акумулятивної - лише 1-2 яскраво виражених домінанта.

Зміна загальної чисельності панцирних кліщів по ланцюгу біогеоценозів катени має хвилеподібний характер. Максимум і мінімум видового різноманіття, звичайно, припадають на ті ж позиції, що й чисельність.

Структура і циклічна динаміка угруповань панцирних кліщів українського природного степового заповідника. Структура населення і сезонна динаміка угруповань панцирних кліщів вивчалась нами в умовах справжнього різнотравно-типчаково-ковилового степу (заповідник "Хомутовський степ") і петрофітного варіанту різнотравно-типчаково-ковилового степу (заповідник "Кам'яні Могили"). Зареєстровано 3 чітко виражених сезонних піки чисельності: весняний (березень-квітень), літній (червень) та осінній (вересень). Піки видового різноманіття майже повністю співпадають з піками чисельності орібатид.

Порівняння угруповань панцирних кліщів абсолютно заповідних і ділянок, що періодично скошуються, продемонструвало негативний вплив сінокосу не лише на характер розподілу видів і структуру угруповань орібатид, але й на особливості їх сезонної динаміки.

Циклічна динаміка вертикальних міграцій панцирних кліщів в різних біогеоценотичних умовах. Вивчення ходу добових вертикальних міграцій панцирних кліщів були проведені на територіях 4-х заповідників регіону, що дозволило прослідкувати за характером циклічної динаміки орібатид, а також за особливостями розподілу адаптивних типів кліщів за ґрунтовим профілем в різних типах ґрунтів і варіантах степів.

Характер добового розподілу орібатид за вертикальним ґрунтовим профілем та міграційна активність різних життєвих форм суттєво змінюються на протязі року.

Ранньою весною максимум чисельності орібатид спостерігається на травостої, в травні - зона максимуму переміщується в ґрунтовий шар 0-5 см і в період літньої спеки (червень - липень) максимальна чисельність панцирних кліщів спостерігається в шарі 5-10 см. Восени характерне рівномірне розміщення орібатид за ґрунтовим профілем 0-10 см.

У весняний період (квітень) відмічено, що зранку кліщі, в основному, знаходяться в ґрунтовому шарі 0-5 см, о 12 годині дня відмічена масова міграція кліщів на траву, а ввечері спостерігається зворотна міграція в шар 0-5 см, та частково, в шар 5-10 см.

Влітку, із збільшенням денних температур змінюється характер та інтенсивність міграцій орібатид на травостій, і з настанням періоду літньої спеки (липень) кількість кліщів на травостої стає мінімальною. До 12 години дня спостерігалось загальне зниження чисельності у всіх обстежених шарах, що пов'язано з масовою міграцією орібатид на глибину понад 10 см з верхнього шару ґрунту, що сильно нагрівається. У ранкові та вечірні години відмічене зворотне переміщення орібатид, при цьому максимум чисельності спостерігається в ґрунтовому шарі 5-10 см.

Восени (жовтень) міграційна активність панцирних кліщів значно знижується в порівнянні з весняним і літнім періодами року. На травостої чисельність панцирних кліщів стає мінімальною. О 12 години дня зареєстрована міграція панцирних кліщів з шару 5-10 см в шар 0-5 см. Ввечері спостерігається зворотнє переміщення орібатид в товщу ґрунтового шару.

Весною на травостої переважають неспеціалізовані форми, в шарі 0-5 см - мешканці дрібних ґрунтових свердловин, а в шарі 5-10 см спостерігається відносно рівномірний розподіл між двома вищеперерахованими групами і глибокоґрунтовими формами.

В літній період відбувається перерозподіл життєвих форм орібатид за ґрунтовим профілем. Значно збільшується частка мешканців поверхні ґрунту, які зустрічаються не лише на травостої, а й активно мігрують в ґрунтові шари 0-5 і 5-10 см. Одночасно знижується кількість мешканців дрібних ґрунтових свердловин, які концентруються, переважно, в шарі 5-10 см. Неспеціалізовані форми розподілені досить рівномірно по всьому ґрунтовому профілі. Частка глибокоґрунтових форм значно зменшується, очевидно, у зв'язку з міграцією в глибину ґрунту, і зустрічаються вони тільки в горизонті 5-10 см.

Восени на травостої збільшується кількість мешканців дрібних ґрунтових свердловин і зменшується частка неспеціалізованих форм, але кількість мешканців поверхні ґрунту залишається на тому ж рівні. В горизонті 0-5 см частка мешканців дрібних ґрунтових свердловин знижується, при одночасному збільшенні відносної частки мешканців поверхні ґрунту і неспеціалізованих форм. В горизонті 5-10 см частка мешканців дрібних ґрунтових свердловин зростає майже до 80 %, що є наслідком міграції орібатид з поверхні вглиб ґрунтового шару.

Найбільшу здатність до вертикальних міграцій демонструють представники вторинно неспеціалізованих форм і мешканці дрібних ґрунтових свердловин. В той же час для глибокоґрунтових форм та мешканців товщі підстилки не зареєстровано зміни характеру добових міграцій в верхніх шарах ґрунту.

Розподіл панцирних кліщів по типчаковій та кальцефітній степових катенах. У розділі розглядається видовий склад панцирних кліщів і аналізуються основні біоценотичні характеристики, а саме, чисельність населення, видова різноманітність, вирівняність, питома частка окремих видів, співвідношення морфоекологічних груп і структура домінування орібатид типчакової та кальцефітної степових катен в умовах "Станично-Луганського" відділення Луганського природного заповідника.

Максимальна чисельність на типчаковій катені зареєстрована на Транс-позиції, мінімальна - в Ак-позиції. Кількість видів максимальна в Ак-позиції, мінімальна - на Транс-позиції. Відповідно зменшується і показник біорізноманіття (індекс Шеннона). Такі ж тенденції демонструє і індекс вирівняності Пієлу.

Аналіз структури домінування дає змогу простежити тенденції збільшення ролі домінуючих видів при переході від Ель- до Транс-позиції та різке зниження при переході від Транс- до Ак-позиції, при одночасному зростанні частки малочисельних видів.

Дещо інші дані демонструє аналіз структури угруповання панцирних кліщів кальцефітної степової катени, де спостерігається чітка тенденція зниження біорізноманіття від елювіальної позиції до акумулятивної. Населення орібатид елювіальної позиції характеризується найвищим видовим різноманіттям. В Ак-позиції індекс Шеннона мінімальний. Та ж тенденція виражена і в зміні індексу вирівняності Пієлу. По катенах цей показник зменшується від Ель-позиції до Ак-позиції.

Чисельність населення орібатид кальцефітної степової катени, як і видове різноманіття, різко знижується при переході від Ель-позиції до Транс-позиції, потім значно повільніше до Ак-позиції.

Для кальцефітної катени характерне збільшення частки домінантів вниз схилом від Ель- до Ак-позиції, при одночасному зниженні відносного вмісту рецедентних видів.

При переході від Ель- до Транс-позиції типчакової катени, різко збільшується вміст вторинно неспеціалізованих форм (переважно, орібатулоідного типу) - до 91,6 % і зменшується частка представників дрібних ґрунтових свердловин.

При переході від Транс- до Ак-позиції відносна частка мешканців дрібних ґрунтових свердловин (переважно, представників опіоідного типу) знову зростає до максимуму (22,4 %), а частка неспеціалізованих форм знижується.

Характерна особливість розподілу адаптивних типів кальцефітної катени - повільне зменшення при переході від Ель- до Ак-позиції вмісту мешканців дрібних ґрунтових свердловин (переважно, опіоідного типу) з 63,7 до 26,1 %, при одночасному збільшенні частки вторинно неспеціалізованих форм (переважно, тектоцефоідного типу) з 13,7 до 69,5 %.

Панцирні кліщі еталонних і деструктивних біогеоценозів. Проведено порівняння видового різноманіття орібатид всіх заповідних територій регіону, вибраних як еталони, і антропогенно трансформованих ділянок з метою визначення напрямку і характеру змін в структурі населення панцирних кліщів.

Найбільший видовий склад орібатид зареєстровано в заповідниках "Хомутовський степ" (116 видів) та "Кам'яні Могили" (105 видів), найменший - у "Станично-Луганському" (53 види).

Абсолютні значення коефіцієнта Жаккара, отримані для окремих заповідних територій, коливаються в межах від 0,25 до 0,57. Найбільший коефіцієнт подібності видового складу (0,57) мають заповідники "Кам'яні Могили" та "Хомутовський степ". Найнищі коефіцієнти подібності з іншими заповідниками відмічені для "Провальського степу". Найбільш подібний видовий склад орібатид "Провальського степу" із "Станично-Луганським" відділенням (0,42) та "Стрільцівским степом" (0,39), найменш - з відділеннями Українського природного степового заповідника.

Дослідження панцирних кліщів, що були проведені на території заповідників "Хомутовський степ" та "Кам'яні Могили", показали негативний характер сільськогосподарської діяльності, а саме, сінокосу, на структуру населення панцирних кліщів, змінюючи її в бік збільшення ксерофільності комплексів орібатид і зменшення їх чисельності та видового різноманіття.

Видовий склад і чисельність населення орібатид агроценозів значно відрізняються від безпосередньо прилеглих до них цілинних ділянок степу, що викликано порушенням природної шпарності ґрунтів, відсутністю підстилки, низькою здатністю орібатид до міграцій, геохімічними особливостями ґрунтів агроценозів і т.п. Тут, порівняно з охоронною зоною заповідника і абсолютно заповідним степом, спостерігається зменшення кількості морфоекологічних типів і різке домінування двох адаптивних груп: неспеціалізованих форм і мешканців дрібних ґрунтових свердловин.

Порівняння основних біогеоценотичних характеристик орібатид техногенних і природних біогеоценозів проведено на прикладі промділянки Донецького металургійного заводу і заповідника "Провальский степ", ландшафти і характер рослинності якого відповідають доміським територіям сучасного м. Донецька. панцирний кліщ орібатида степ

Проведене порівняння структури населення орібатид промділянки металургійного заводу і абсолютно заповідного степу, продемонструвало зміну всіх біоценотичних характеристик населення панцирних кліщів на території промислових підприємств. При цьому різко знижуються показники чисельності і видового різноманіття, змінюється характер розподілу морфоекологічних типів і структура домінування в бік збільшення частки домінуючих видів (еудомінанти та домінанти) при одночасному зниженні кількості рецедентних і субрецедентних видів.

На промислово забруднених територіях виживають лише екологічно пластичні вторинно неспеціалізовані форми та захищені щільним панциром мешканці поверхні ґрунту, практично повністю відсутні мешканці дрібних ґрунтових свердловин, товщі підстилки і глибокоґрунтові форми, що пов'язано з порушенням едафічних умов і несприятливим гідротермічним режимом.

Результати проведених нами досліджень структури і динаміки населення панцирних кліщів в умовах заповідних степів Південного Сходу України можуть бути використані як еталон при проведенні біоіндикаційних досліджень.

ВИСНОВКИ

1. В результаті проведених нами досліджень на території заповідних степів Південного Сходу України виявлено 128 видів панцирних кліщів, що відносяться до 72 родів та 44 родин. З них 80 видів зазначаються вперше для заповідних степів, 22 види наводяться вперше для Південного Сходу України та 3 види - нові для фауни України: Меtabelba rara Bulanova-Zachvatkina, 1965, Doricranosus zachvatkini (Kulijew, 1962), Berniniella serratirostris Golosova, 1970.

2. При вивченні біогеоценотичної характеристики населення панцирних кліщів Луганського природного заповідника встановлено, що максимальна середня щільність панцирних кліщів для заповідника "Стрільцівский степ" відмічена в заростах степових чагарників абсолютно заповідного степу (39200 екз./м²). Максимум видового різноманіття зареєстрований на ділянці лукового степу (36 видів), мінімум - в плакорному степу, що скошується (11 видов). Найоригінальнішим видовим складом відрізняються комплекси орібатид кальцефітного степу та зарості степових чагарників.

3. Максимальне видове різноманіття на території "Провальського степу" спостерігалось на ділянці псамофітного степу (абсолютно заповідний степ) - 24 види і в заростах степових чагарників в охоронній зоні заповідника - 21 вид. Мінімум зареєстрований на ріллі - 6 видів.

Найвища чисельність орібатид була зафіксована в абсолютно заповідному степу під лісовими чагарниками та між грядами - 35440 екз./м²; в охоронній зоні - під степовими чагарниками на верхівці гряди - 26000 екз./м². Мінімальною вона була в пробах на ріллі - 1120 екз./м².

4. Максимальне видове різноманіття орібатид "Станично-Луганського" заповідника спостерігалось на заплавних ділянках степу (18 видів), мінімальне - на псамофітних степових ділянках з 25-50 % проективним рослинним покривом (6 видів), проте тут зафіксована найвища чисельність кліщів - 4000 екз./м². Мінімальна чисельність відмічена на ділянках псамофітного степу з 5-25 % рослинним покривом - 760 екз./м².

5. На території Луганського природного заповідника переважають представники двох адаптивних груп: вторинно неспеціалізовані форми (орібатулоідний і тектоцефоідний типи) та мешканці дрібних ґрунтових свердловин (переважно, опіоідний тип). Значну частку також складають мешканці поверхні ґрунту, що представлені, переважно, галюмноідним і дамеоідним типами. Мінімальну роль в комплексі панцирних кліщів Луганського природного заповідника грають представники двох адаптивних груп: мешканці товщі підстилки і глибокоґрунтові форми.

6. Сезонні піки чисельності орібатид в різних варіантах різнотравно-типчаково-ковилового степу практично повністю співпадають. Амплітуда коливань чисельності панцирних кліщів чіткіше виражена в петрофітному варіанті степу.

7. Розподіл панцирних кліщів протягом доби за вертикальним ґрунтовим профілем та міграційна активність різних життєвих форм змінюються на протязі року.

Найбільшу здатність до вертикальних міграцій демонструють мешканці дрібних ґрунтових свердловин і неспеціалізовані форми. Мешканці поверхні ґрунту здатні активно мігрувати вниз ґрунтовим профілем влітку, в години літньої спеки. Глибокоґрунтові форми і мешканці товщі підстилки не відіграють суттєвої ролі в добових міграціях панцирних кліщів в верхніх шарах ґрунту.

8. Аналізуючи розподіл панцирних кліщів за катеною охоронної зони заповідника "Провальский степ", слід відмітити, що максимум чисельності і видової різноманітності припадає на транзитну позицію катени (7680 екз./м²; 17 видів). Мінімум зареєстрований на елювіальній позиції (3040 екз./м²; 8 видів).

Численність панцирних кліщів транзитної позиції забезпечують багато видів, а акумулятивної - лише 1-2 яскраво виражених домінанта.

При порівнянні чисельності і видового різноманіття на позиціях катени в абсолютно заповідному степу спостерігаються ті ж тенденції, що і на аналогічній катені в охоронній зоні заповідника.

9. Зміна загальної чисельності панцирних кліщів по ланцюгу біогеоценозів катени має хвилеподібний характер. Максимум і мінімум видового різноманіття звичайно припадають на ті ж позиції, що й чисельність.

10. Максимальна чисельність на типчаковій катені ("Станично-Луганський" заповідник), зареєстрована на Транс-позиції (23600 екз./м²), мінімальна - в Ак-позиції (8100 екз./м²). Кількість видів максимальна в Ак-позиції (30) і мінімальна на Транс-позиції (15 видів).

Чисельність населення орібатид кальцефітної степової катени, як і видова різноманітність, різко зменшуються при переході від Ель-позиції (19840 екз./м²; 36 видів) до Транс-позиції (11440 екз./м²; 22 вида), і потім значно повільніше до Ак-позиції (10720 екз./м²; 15 видів).

11. На типчаковій степовій катені показники видової різноманітності і вирівняності зменшуються від Ель- до Транс-позиції і збільшуються від Транс- до Ак-позиції. На профілі кальцефітної степової катени спостерігається зниження біорізноманіття та вирівняності від елювіальної позиції до акумулятивної.

12. На типчаковій катені чітко простежується тенденція збільшення ролі домінуючих видів при переході від Ель- до Транс-позиції і різке зниження при переході від Транс- до Ак-позиції, при одночасному збільшенні частки малочисельних видів.

Для кальцефітної катени притаманно збільшення частки домінантів вниз схилом від Ель- до Ак-позиції, при одночасному зниженні відносної частки рецедентних видів.

13. Дослідження панцирних кліщів на території заповідників "Хомутовський степ" та "Кам'яні Могили" продемонстрували негативний вплив сільськогосподарської діяльності, а саме, сінокосу, на структуру населення панцирних кліщів, змінюючи її в бік збільшення ксерофільності комплексів орібатид і зменшення їх чисельності та видової різноманітності.

14. Видовий склад і щільність населення панцирних кліщів агроценозів (пасовище, нива) значно відрізняються від безпосередньо прилеглих до них цілинних ділянок степу, що викликане порушенням природної шпарності ґрунтів, відсутністю підстилки, низькою здатністю орібатид до міграцій, геохімічними особливостями ґрунтів агроценозів і т.п. Тут, в порівнянні з охоронною зоною заповідника і абсолютно заповідним степом, спостерігається зменшення кількості морфоекологічних типів і різке домінування двох адаптивних груп: неспеціалізованих форм та мешканців дрібних ґрунтових свердловин.

15. При проведенні ґрунтово-зоологічного моніторингу ступеня впливу сільськогосподарської діяльності на населення орібатид нами рекомендується використання, як індикаторів, показників питомої частки вторинно неспеціалізованих форм і мешканців дрібних ґрунтових свердловин, а також вміст в ґрунті інших життєвих форм (особливо груп мешканців поверхні і товщі підстилки), частка яких зменшується з збільшенням антропогенного навантаження на природну екосистему.

16. Промислові забруднення викликають зміни всіх основних біоценотичних характеристик населення панцирних кліщів. При цьому різко знижуються показники чисельності і видового різноманіття, змінюється структура домінування і характер розподілу морфоекологічних типів.

При проведенні ґрунтово-зоологічного моніторингу стану навколишнього середовища для індикації промислового забруднення, нами рекомендується використовувати як показник високу ступінь домінування широкопластичних вторинно неспеціалізованих форм і практично повне зникнення представників інших адаптивних груп орібатид.

СПИСОК ОСНОВНИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Штирц А.Д. Распределение панцирных клещей (Acariformes, Oribatei) по степной катене Станично-Луганского заповедника // Изв. Харьк. энтомол. общ-ва. - 1999 а. - Т. 7, вып. 1. - С. 93-101.

2. Штирц А.Д. Панцирные клещи (Acariformes, Oribatei) заповедника "Провальская степь" // Изв. Харьк. энтомол. общ-ва. - 1998 а. - Т. 6, вып. 2. - С. 96-104.

3. Штирц А.Д. Анализ фауны орибатидных клещей (Acariformes, Oribatei) заповедника "Стрельцовская степь" // Изв. Харьк. энтомол. общ-ва. - 1998 б. - Т. 6, вып. 1. - С. 95-102.

4. Штирц А.Д. Суточная активность орибатидных клещей (Acariformes, Oribatei) заповедника "Стрельцовская степь"// Изв. Харьк. энтомол. общ-ва. - 1997. - Т. 5, вып. 1. - С. 123-127.

5. Штирц А.Д. О суточной активности панцирных клещей (Oribatei) в условиях петрофитной степи // Изв. Харьк. энтомол. общ-ва. - 1998 в. - Т. 6, вып. 1. - С. 103-107.

6. Ярошенко Н.Н., Штирц А.Д. Орибатидные клещи (Acariformes, Oribatei) промышленных экосистем Донбасса // Вiсник Донецького ун-ту, сер. А.: Природн. науки. - 1997. - Вип. 1. - С. 184-189.

7. Штирц А.Д. Изменение численности орибатидных клещей в условиях заповедных степей Донбасса // Тез. докл. междунар. науч. конф. "Биологические проблемы устойчивого развития природных экосистем" (Воронеж, 11-13 сентября 1996 г.). - Воронеж, 1996. - Ч. I. - С. 115-117.

8. Штирц А.Д. Население панцирных клещей (Oribatei) пойменной и псаммофитных степей Станично-Луганского отделения Луганского природного заповедника // Мат. науч. конф. "Роль охраняемых природных территорий в сохранении биоразнообразия" (Канев, 8-10 сентября 1998 г.). - Канев, 1998 г. - С. 261-262.

9. Штирц А.Д. О панцирных клещах (Acariformes, Oribatei) заповедника "Провальская степь" // Тез. доп. V зїзду Українськ. ентомол. тов-ва (Харьків, 7-11 вересня 1998 р.). - Київ, 1998 д. - С. 186.

10. Штирц А.Д. О суточной вертикальной миграции орибатидных клещей (Acariformes, Oribatei) заповедника "Каменные Могилы" // Тр. филиала Украинского степного природного заповедника "Каменные Могилы". - 1997, вып. 1. - Киев: Фитосоциоцентр, 1998 е. - С. 95-98.

11. Штирц А.Д. Биоценотическая характеристика панцирных клещей (Oribatei) пойменной и псаммофитных степей Станично-Луганского заповедника // Проблеми екології та охорони природи техногенного регіону. - Донецьк: Юго-Восток, 1999 б. - С. 174-180.

12. Штирц А.Д., Пяткова С. Н. О влиянии антропогенной нагрузки на биоразнообразие орибатид (Аcariformes, Oribatei) целинных степей Донбасса // Тез. докл. конф. "Биологические исследования на природоохранных территориях и биологических стационарах" (Харьковская обл., с. Гайдары, 16-19 сентября 1999 г.). - Харьков, 1999. - С. 135-136.

13. Штирц А.Д., Ярошенко Н.Н. Материалы к изучению суточной миграции орибатид (Acariformes, Oribatei) заповедника "Каменные Могилы" // Вопр. экол. и фауны Донбасса / Донецк: ДонГУ, 1995. - Сб. I. - С. 60-67. Деп. в ВИНИТИ 29.11.95 г., № 2504-Ук 95.

14. Штирц А.Д., Ярошенко Н.Н. Сезонная динамика численности клещей-орибатид заповедника "Хомутовская степь" // Мат. вуз. наук. конф. проф. -виклад. складу за результатами наук. -дослiд. роботи: бiологiя (Донецьк, квiтень 1997 р.). - Донецьк: ДонДУ, 1997. - С. 25-26.

15. Ярошенко Н.Н., Штирц А.Д. Структура фауны панцирных клещей (Acariformes, Oribatei) заповедных степей юго-востока Украины // Тез. докл. VII акаролог. совещ. (28-30 сентября 1999 г., Санкт-Петербург). - СПб., 1999. - С. 93-94.

АННОТАЦИЯ

Штирц А.Д. Структура и динамика населения панцирных клещей (Аcariformes, Оribatei) заповедных степей Юго-Востока Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.16 - "Экология". - Днепропетровский государственный университет Министерства образования Украины, Днепропетровск, 2000.

Диссертация посвящена изучению структуры и циклической динамики населения панцирных клещей заповедных степей Юго-Востока Украины.

Впервые дается комплексный сравнительный анализ структуры и динамики населения панцирных клещей на участках с различными типами степной растительности и с разным режимом охраны. Для каждого сообщества орибатид приводятся основные биоценотические характеристики, такие как численность, видовое разнообразие, структура доминирования и соотношение морфо-экологических типов. Показана значимость соотношения морфо-экологических групп для экологической характеристики сообществ орибатид, и продемонстрирована возможность использования этого показателя в качестве одного из критериев в почвенно-зоологической диагностике состояния окружающей среды.

Рассмотрена циклическая динамика численности панцирных клещей в различных вариантах разнотравно-типчаково-ковыльных степей. Впервые проведено исследование сообществ панцирных клещей на степных катенах с различным режимом заповедания (в охранной и абсолютно заповедной зонах заповедника), дан комплексный сравнительный анализ основных биоценотических характеристик орибатид на каждой позиции катены.

Впервые рассмотрены особенности размещения панцирных клещей по почвенному профилю с учетом миграционных особенностей и специфики жизненных форм.

Проведено сравнение основных биоценотических характеристик орибатид техногенных биогеоценозов с заповедными целинными территориями.

Показано негативное влияние промышленных предприятий и сельскохозяйственной деятельности (сенокошения, выпаса и распашки) на структуру сообществ панцирных клещей.

Даны рекомендации для проведения почвенно-зоологического мониторинга степени воздействия промышленных предприятий и сельскохозяйственной деятельности на население орибатид.

В результате проведенных нами исследований на территории заповедных степей Юго-Востока Украины обнаружено 128 видов панцирных клещей, относящихся к 72 родам и 44 семействам. Из них 80 видов указываются впервые для заповедных степей, 22 вида приводятся впервые для Юго-Востока Украины и 3 вида - новые для фауны Украины. Для "Провальской степи" и "Станично-Луганского" отделения Луганского природного заповедника впервые установлен видовой состав панцирных клещей.

Данные по структуре и динамике населения панцирных клещей заповедных степей Юго-Востока Украины могут быть использованы в качестве эталона для почвенно-зоологического мониторинга состояния окружающей среды, при проведении биоиндикационных исследований, а также для сравнительного анализа естественных биогеоценозов и агроценозов с целью разработки экологических технологий в сельском хозяйстве и определении степени воздействия на почвенное население.

Ключевые слова: панцирные клещи, орибатиды, экология, структура населения, циклическая динамика, биогеоценотическая характеристика, степь, заповедники, катена.

АНОТАЦІЯ

Штірц А.Д. Структура та динаміка населення панцирних кліщів (Аcariformes, Оribatei) заповідних степів Південного Сходу України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 - "Екологія". - Дніпропетровський державний університет Міністерства освіти України, Дніпропетровськ, 2000.

Дисертація присвячена дослідженню структури та динаміки населення орібатид заповідних степів Південного Сходу України.

Вперше наводиться комплексний порівняльний аналіз структури та динаміки населення панцирних кліщів на ділянках з різними типами степової рослинності та режимом охорони. Для кожного угруповання орібатид наводяться основні біоценотичні характеристики, а саме, чисельність, видове різноманіття, структура домінування та співвідношення морфоекологічних типів. Показано значення співвідношення морфоекологічних груп для екологічної характеристики угруповань орібатид, та продемонстрована можливість використання цього показника як одного з критеріїв у ґрунтово-зоологічній діагностиці стану навколишнього середовища.

Розглянуто циклічну динаміку чисельності панцирних кліщів у різних варіантах різнотравно-типчаково-ковилових степів. Вперше проведено дослідження угруповань панцирних кліщів на степових катенах з різним режимом заповідання (в охоронній і абсолютно заповідній зоні), подано комплексний порівняльний аналіз основних біоценотичних характеристик орібатид на кожній позиції катени.

Вперше розглянуто особливості розміщення панцирних кліщів за ґрунтовим профілем з урахуванням міграційних особливостей і специфіки життєвих форм.

Ключові слова: панцирні кліщі, орібатиди, екологія, структура населення, циклічна динаміка, біогеоценотична характеристика, степ, заповідники, катена.

ANNOTATION

Shtirts A.D. Structure and dynamics of the population of oribatid mites (Аcariformes, Оribatei) reserved steppes of a South-East of Ukraine. - Manuscript.

Thesis manuscript to acquire a scientific degree of Candidate of Biological Sciences. Specialization 03.00.16 - Ecology. Dnepropetrovsk State University, Dnepropetrovsk, 2000.

The thesis is devoted to studying the structure and dynamics of oribatid mites in reserved steppes of the South-East Ukraine.

The complex comparative analysis of a structure and dynamics of the population of oribatid mites on plots with various types of steppe vegetation and with a different condition of protection for the first time is given. For each community of oribatid mites the main biocoenotic characters such as size, specific variety, structure of prevalence and relation of morpho-ecological types are noted. The significance of a relation of morpho-ecological groups for ecological performance of communities of oribatid mites are shown, and the possibility of using this index is shown as one of criterions in soil-zoological diagnostics of a condition of an environment.

Cyclical dynamics of size of oribatid mites in various variants of motley grass steppes is considered. A research of communities of oribatid mites on steppe catenas with a various condition of protection (in security and absolute protected zone of reserve) for the first time is conducted, the complex comparative analysis of basic biocoenotic performances of oribatid mites on each item of the catena is given.

Singularities of the arrangement of oribatid mites on a soil structure with allowance for migration of singularities and specifity of the vital forms for the first time are considered.

Key words: oribatid mites, ecology, size structure, cyclical dynamics, biogeocoenotic performance, steppe, reserves, catena.

Размещено на Allbest.ru

...