Структура комплексу дощових черв’яків родини Lumbricidae сірих лісових ґрунтів Волинської височини

Размещено на http://www.allbest.ru/

Структура комплексу дощових черв'яків родини Lumbricidae сірих лісових ґрунтів Волинської височини

На перелогах формується комплекс люмбрицид, який у сірих лісових ґрунтах представлений 9-ма видами. На ранніх етапах їх природного заліснення збільшується чисельність підстилкових та грунтово-підстилкових видів.

Ключові слова: дощові черв'яки, люмбрициди, морфо-екологічні групи, сукцесія, перелоги, заліснення.

Бусленко Леся, Щепная Леся.

Структура комплекса дождевых червей семейства Lumbricidae серых лесных почв Волынской возвышенности. Дождевые черви (Lumbricidae) являются важным звеном в трансформации органического вещества и в поддержании экологической стабильности почвенной биоты в условиях Волынской возвышенности. Сукцессионные процессы сопровождаются изменениями структуры и численности люмбрицид в биогеоценозах. В серых лесных почвах преобладают видыAporrectodea caliginosa, A. rosea, A. trapezoides, которые хорошо адаптированны к антропогенным нарушениям. В почвах необрабатываемых полей формируется комплекс дождевых червей сухопутных лугов, который представлен 9 видами. Видовая структура почвенных червей на залежах разного возраста до их залеснения остается постоянной. В ходе залеснения комплекс почвенных червей Lumbricidae обогащается лесными видами, что свидетельствует о восстановлении природного баланса в антропогенно-нарушенных экосистемах.

Ключевые слова: дождевые черви, люмбрициды, морфо-экологические группы, сукцессия, залежь, залеснение.

Buslenco Lesya, Schepna Lesya.

The Structure in Complex of Earthworms Lumbricidae of Gray Forest Soils of Volyn Highland. Earthworms (Lumbricidae) are ап important chain in organic matter transformation and in the maintaining ecological stability of soil biota in terms of Volyn Highland. Successional processes are accompanied by changes of structure and abundance lumbricids in biogeocenoses. Species of Aporrectodea caliginosa, A. rosea, A. trapezoides are dominat in gray forest soils adapted to antropogenic disturbance. The complex of earthworms upland meadows is formed and represented by 9 species in soils of uncultivated fields. Earthworm species structure in fallow land of all ages until their afforestation remains constant. During afforestation earthworms complex Lumbricidae enriched forest species. Natural balance is restored. in anthropogenically-disturbed ecosystems.

Key words: earthworms, lumbricids, morpho-ecological groups, succession, fallow, afforestation.

Постановка наукової проблеми та її значення. Порушення природної врівноваженості процесів у біосфері в цілому, балансу поживних речовин у малому біологічному кругообігу спричинили погіршення еколого-агрохімічного стану грунтів. Важлива роль в стабілізації функціонування еко - систем в умовах антропогенного навантаження належить грунтовим тваринам. Дощові черв'яки родини Lumbricidae, завдяки своїм високим адаптивним можливостям, є важливим ланцюгом у трансформації органічної речовини та в підтриманні екологічної стійкості грунтової біоти в умовах Волинської височини.

Вилучення деградованих і малопродуктивних земель з сільськогосподарського використання сприяє відновленню природного стану едафотопів. Сукцесійні процеси зумовлюють зміни структури грунтового покриву. Відповідно відбувається перебудова фауністично-екологічної структури люмбрицид як важливого компонента зооценозу.

Аналіз досліджень цієї проблеми. Екологічні аспекти поширення, формування, функціонування люмбрицид, їх генезис у грунтовому покриві висвітлено у наукових працях В. В. Іванціва [3; 4; 5]. У монографії «Структурно-функціональна організація комплексів грунтових олігохет західного регіону України» приділено увагу питанням перебудови угруповання дощових червів родини Lumbricidae при осушенні болотних грунтів, розорюванні алювіальних лучних грунтів, на рекультивованих торфових виробках [4]. Аналіз наукових публікацій з моніторингу перебігу сукцесійних змін, що відбуваються на перелогах, засвідчує актуальність проблеми встановлення закономірностей транс - формації едафічного компонента, еколого-фітоценотичної структури, відновлення природного біо - різноманіття в зооценозі [1; 7; 8].

Мета нашого дослідження - вивчити структурні особливості дощових черв'яків родини Lumbricidae в сірих лісових грунтах біогеоценозів Волинської височини в сукцесійному аспекті.

Виклад основного матеріалу й обґрунтування отриманих результатів дослідження. Волинська височина характеризується розчленованістю територій в умовах більш високого підняття місцевості над рівнем моря (абсолютні висоти досягають 292 м). На підвищених елементах рельєфу на схилах залягають сірі лісові грунти, які утворились під широколистяними або мішаними лісами за участю трав'яної родинності. Вони слабкогумусовані, ненасичені кальцієм, мають чітку диференціацію грунтового профілю. Сірі лісові грунти сформувались переважно на лесоподібних суглинках. Гранулометричний склад таких грунтів характеризується високим вмістом фізичної глини та низьким вмістом фізичного піску. Під час дощів поверхня грунту запливає, а при підсиханні утворюється кірка, яка негативно впливає на газовий режим грунтових організмів.

На рівнинних слабко дренованих вододільних територіях сірі лісові ґрунти поєднуються з опідзоленими чорноземами. Формування опідзолених чорноземів відбувалося під дією як чорноземного процесу ґрунтоутворення, так і наступного за ним - підзолистого, який розвивався під впливом лісу. Тому вони поєднують у собі ознаки чорноземів (значну гумусованість) і ознаки підзолистих ґрунтів (вилугуваність карбонатів, підвищену кислотність, порушеність та переміщення колоїдів у нижні шари грунтового профілю) [2].

У біогеоценозах західного регіону України видова структура комплексу люмбрицид сірого лісового ґрунту представлена 9-ма видами: Aporrectodea caliginosa (Savigny, 1826), A. trapezoides (Duges, 1928), A. rosea (Savigny, 1826), Dendrobaena octaedra (Savigny, 1826), Dendrodrilus rubidus tenuis (Eisen, 1874), D. subrubicundus (Eisen, 1874), Lumbricus terrestris (Linnaeus, 1758), L. rubellus (Hoffmeister, 1843), Octolasion lacteum (Цerley, 1855); опідзоленого чорнозему 6 видами: A. caliginosa, A. rosea, D. octaedra, L. terrestris, L. rubellus, D. subrubicundus [4].

У структурній організації комплексу ґрунтових червів родини Lumbricidae Волинської височини, відповідно до екологічної класифікації Bouche (1977), представлені види трьох груп. Епігейні (epigaen): Dendrobaena octaedra, Dendrodrilus rubidus tenuis, D. subrubicundus, Lumbricus rubellus - мешканці поверхні ґрунту. Ендогейні (endogees): Aporrectodea caliginosa, A. trapezoides, Octolasion lacteum заселяють мінеральні ґрунтові горизонти та живляться в межах зони інтенсивного розвитку коре - невої системи. Норні (aneciques): Aporrectodea rosea, Lumbricus terrestris здатні прокладати глибокі ходи та живитися органічними рештками [10].

У різних типах біогеоценозів видова структура люмбрицид сірих лісових ґрунтів відрізняється співвідношенням морфо-екологічних груп. В антропогенно трансформованих ґрунтах сільсько-господарських угідь зареєстровані люмбрициди середньоярусної і нірникової морфо-екологічної групи - Aporrectodea caliginosa (Щ - 90,2 %), A. trapezoides (ІД - 6,0 %), A. rosea (Щ - 3,8 %) (рис. 1). Ґрунтово-підстилковий вид Lumbricus rubellus зареєстрований лише в агроценозах: полях, пасовищах, суміжних з лісовими біогеоценозами. У досліджуваних орних землях середня чисельність люмбрицид становила 124 екз/м².

Рис. 1. Структура комплексу люмбрицид сірих лісових ґрунтів сільськогосподарських угідь Волинської височини

Стихійне виведення з обробітку малопродуктивних орних земель, спонтанне формування перелогів різко змінює перебіг біогеоценотичних процесів. При відсутності пасовищного навантаження в екосистемі відбуваються процеси з відновлення природної саморегуляції. Перебіг сукцесійних процесів на територіях, що перебувають поза господарським впливом, наближає їх до природних екосистем.

Після явища сезонної цементації, яке простежується на початку трансформації ріллі у перелогах, на 7-9-му роках спостерігається процес розущільнення ґрунту з подальшим поліпшенням його агрофізичного стану [8]. Відбуваються послідовні незворотні сукцесійні зміни біоти. На першій стадії відновлення староорних земель, через високий показник щільності ґрунту у верхньому (0-5 см) шарі, порушення водно-повітряного режиму і трофічних зв'язків, складаються несприятливі умови для ембріонального та постембріонального розвитку люмбрицид. Комплекс дощових черв'яків на перелогах віком 1-2 роки представлений видами середньоярусної і нірникової морфо -екологічної групи - Aporrectodea rosea (ІД - 40,8 %), A. caliginosa (ІД - 37,2 %), A. trapezoids (ІД - 22,0 %) (рис. 2).

Рис. 2. Структура комплексу люмбрицид сірих лісових грунтів на перелогах віком 1-2 роки

Бідний видовий склад, низька чисельність і біомаса дощових черв'яків в ущільнених ґрунтах сповільнює їхнє реструктурування. Найбільшого значення у відновленні структури ґрунту відіграє Aporrectodea rosea. Результати життєдіяльності цього виду - вертикальні ходи на глибину до 50 см та горизонтальні ходи у верхньому шарі (0-20 см) ґрунту, водостійкі копроліти - це біологічний фактор покращення структури ґрунту [9]. Процес реструктуризації ущільнених середніх і важких сірих лісових ґрунтів відбувається задовільно при чисельності люмбрицид 65-90 екз./м² і біомасі 25,35-

У процесі автогенезу 10-річного перелогу відбуваються зміни в едафічному компоненті. У верхньому шарі (0-5 см) сірого лісового ґрунту щільність знизилась на 15 %. Істотне, на 12-22 %, зниження показника твердості зафіксовано у шарі ґрунту 5-20 см, що пов'язано з розвитком та роз - міщенням кореневої системи злаків [8].

Результати польових досліджень свідчать про якісні та кількісні зміни в структурно -функціональній організації люмбрицид. Під час вторинних сукцесій на перелогах формується комплекс ґрунтових червів суходільних лук, який представлений нірниковими Aporrectodeа caliginosa (ІД -66,1 %), A. trapezoides (ІД - 8,2 %), A. rosea (ІД - 12,1 %), Octolasion lacteum (ІД - 1,2 %), Lumbricus terrestris (ІД - 2,6 %), ґрунтово-підстилковим L. rubellus (ІД - 9,1 %) та підстилковими видами Dendrobaena octaedra, Dendrodrilus rubidus tenuis, D. subrubicundus (рис. 3).

Рис. 3. Структура комплексу люмбрицид сірих лісових ґрунтів на перелогах віком до 9 років

Підстилкові види Dendrobaena octaedra, Dendrodrilus rubidus tenuis, D. subrubicundus трапляються поодинокими екземплярами (ІД - 0,2-0,3 %). Видовий склад родини Lumbricidae на перелогах різного віку до їх заліснення залишається постійним, а чисельність дощових черв'яків при відсутності антропогенного навантаження зростає до 178 екз/м².

На площах покинутих полів, які безпосередньо межують з лісовим біогеоценозом, формується неоднорідний надґрунтовий покрив. Відбувається поступовий перехід трав'янисто-лучної рослинності в чагарниково-деревну. Зниження відсотка проективного покриття трав'яного ярусу спричинене збільшенням шару лісової підстилки. Під підстилкою ґрунт прогрівається менше - до 13-16°С, сповільнюються біологічні процеси, зменшується концентрація кисню. Тому в нижніх шарах і в підстилковому горизонті утворюються органічні речовини, що мають властивості відновників. Вільний кальцій підстилки насичує гумусові речовини, і під підстилкою формується невеликої товщі (5-8 см) темнозабарвлений перегнійно-акумулятивний або дерново-гумусовий горизонт [6].

На ранніх етапах заліснення чисельність ґрунтових червів родини Lumbricidae залишається високою 162 екз/м². Вони представлені комплексом видів, які беруть активну участь у фрагментації підстилки та детритофагами. Видовий склад люмбрицид не відрізняється від видового складу родини на перелогах ще до початку заліснення, але суттєвих змін зазнає структура домінування. Зміни надґрунтового покриву, видової належності рослинного опаду і едафічних умов, особливо вологості, сприяють збільшенню відносної чисельності підстилкових видів Dendrobaena octaedra (ІД - 2,1 %), Dendrodrilus rubidus tenuis (ІД - 1,2 %), D. subrubicundus (ІД - 0,8 %) та ґрунтово-підстилкового Lumbricus rubellus (ІД - 14 %) (рис. 4). Види Octolasion lacteum (ІД - 6,8 %), L. terrestris (ІД - 4,2 %) в процесі сукцесії збільшують свою частку в структурі родини. В ході природного заліснення має місце зменшення відносної чисельності дощових червів середньоярусної нірникової морфо- екологічної групи A. caliginosa (ІД - 48,3 %), A. rosea (ІД - 15,9 %), A. trapezoides (ІД - 6,7 %).

Зміна проективного покриття кожного ярусу в часі призводить до поступового формування лісового середовища. Зі зростанням висоти, потужності деревного ярусу в біогеоценозі починає формуватися власний мікроклімат. Деревна рослинність суттєво обмежує поверхневий стік, утримує сніг, протистоїть кронами і підстилкою сильному прогріванню ґрунту влітку і промерзанню взимку.

З розвитком деревного ярусу з переважанням сосни звичайної чисельність дощових черв'яків знижується до 15 екз/м². У досліджуваних біоценозах відмічено A.caliginosa, A. rosea, O. lacteum, L. rubellus.

Рис. 4. Структура комплексу люмбрицид сірих лісових грунтів на ранніх етапах заліснення

грунтовий олігохет біогеоценоз люмбрицид

Висновки та перспективи подальшого дослідження. Сукцесійні процеси в біогеоценозах Волинської височини супроводжуються змінами структури люмбрицид та їх чисельності. В сірих лісових ґрунтах необроблюваних полів формується комплекс ґрунтових червів суходільних лук, який представлений 9-ма видами, що належать до трьох морфо-екологічних груп. Видова структура родини Lumbricidae на перелогах різного віку до їх заліснення залишається постійною. Під час заліснення комплекс ґрунтових червів Lumbricidae збагачується лісовими видами, що свідчить про відновлення природної рівноваги в антропогенно -порушеній екосистемі.

Джерела та література

1. Відновлення трав'янистих біогеоценозів на вилучених з обробітку орних землях / В. Ф. Сайко, А. В. Боговін, С. Г. Корсун [та ін.] // Вісник аграрної науки. - К.: [б. в.], 2006. - № 9. - С. 8-12.

2. Грунти Волинської області / М. Й. Шевчук, П. Й. Зінчук, Л. К. Колошко. - Луцьк: РВВ «Вежа» Волин. держ. ун-ту ім. Лесі Українки, 1999. - 164 с.

3. Іванців В. В. Екологічні сукцесії ґрунтових олігохет на рекультивованих торфових виробках / В. В. Іванців // Наук. вісн. Вол. держ. ун-ту ім. Лесі Українки. - 1998. - № 4. - С. 69-71.

4. Іванців В. В. Структурно-функціональна організація комплексів ґрунтових олігохет західного регіону України / В. В. Іванців. - Луцьк: РВВ «Вежа» Вол. держ. ун-ту ім. Лесі Українки, 2007. - 400 с.

5. Іванців В. В. Вплив грунтових олігохет на реструктування ущільнених ґрунтів західних областей України / В. В. Іванців, Л. В. Бусленко, Л. В. Щепна // Наук. вісн. Вол. держ. ун-ту ім. Лесі Українки. - 2002. - № 6.

6. Канівець В. І. Життя ґрунту / В. І. Канівець. - К.: Аграрна наука, 2001. - 131 с.

7. Малієнко А. М. Особливості формування окремих ланок зооценозу на землях, виведених з обробітку / А. М. Малієнко, С. Г. Корсун, С. О. Гаврилов // Агроекологічний журнал. - К., 2010. - № 1. - С. 60-64.

8. Скурятін Ю. М. Оптимізація фізичного стану грунту перелогів / Ю. М. Скурятін // Вісник аграрної науки. - К., 2003. - № 8. - С. 14-16.

9. Чекановская О. В. Дождевые черви и почвообразование / О. В. Чекановская. - М.; Л.: АН СССР, 1960. - 206 с.

10. Bouche M. B. Strate gies lombriciennes / M. B. Bouche // Soil organisms as Component of Ecosystem. Ecological Bulletins. - Stockholm, Sweden, 1977. - P. 122-132.

Размещено на Allbest.ru