 |
Глава 2. Материалы и методы
|
|
|
|
Изучение
Мезофауны почв окрестностей
Лагеря «Березовая роща».
Введение
Актуальность темы. Недостаточность сведений о почвенных беспозвоночных и их пространственного распределения затрудняет выделение региональных и свойственных зонам особенностей животного населения почв. Относительно полно изучены средне- и южнотаежные леса Европейской части СССР (Стриганова, 2008). Значительно меньше известно о почвенной фауне североевропейской, Западносибирской тайги и Сибири в целом. (Стриганова, 2005). Нами была изучена территория в окрестности лагеря Березовая роща находящимся в Саргатском районе, который территориально принадлежит к Центральной лесостепной зоне, которая входит в зону территорий с малоизученным почвенным сообществом Западной Сибири.
Почвенные беспозвоночные играют важную роль в жизни лесных экосистем, являются одним из важнейших показателей их состояния и устойчивости. Велика роль почвенных беспозвоночных в переработке растительного опада, процессах его гумификации и минерализации (Емец, 2002). В то же время среди них много вредителей сельского и лесного хозяйства, видов, повреждающих искусственные насаждения, особенно молодняки культурных растений.
Цель работы: изучение почвенной мезофауны и ее основных показателей
Задачи:
1. Изучить таксономическое разнообразие почвенной мезофауны.
2. Рассмотреть плотность, биомассу и трофические группы педобионтов.
Объект исследований. Мезофауна почв окрестностей лагеря «Березовая роща»
Предмет исследований. Видовое богатство и вертикальное распределение педобионтов.
Понятие почвенная мезофауна.
Почвенные животные, наряду с растениями и микроорганизмами, играют немаловажную роль в создании биологической активности почвы, в обогащении ее жизненно важными для роста и развития высших растений веществами (Гиляров, 1965).
|
|
|
Для одних дышащих воздухом животных почва представляется как система мелких пещер, для других – это плотная среда, оказывающая значительное механическое сопротивление при движении. Таких почвенных животных объединяют под названием мезофауна. Размеры представителей мезофауны почв от 1,5 до 20 мм. Мезофауна самая многочисленная часть почвенных животных (Виноградский, 1952), благотворно влияющих на качество и структуру почвы.
Почвенная фауна была классифицирована многочисленными западными авторами, включая Kevan (1962), Schaller (1968) и Wallwork (1970). Получили широкое признание классификации основанная на размерах тела, время, проведенное в почву; место или места обитания в почвенном профиле; кормления; и способ передвижения в почве, за основу берется размер тела (Wallwork, 1970).
Почвенная фауна в целом характеризуется небольшими размерами (Kuhnelt, 1976). Длина тела колеблется от 0,0002 см до более чем 20 см). Педобионтов на основании этой характеристики подразделяют на микрофауны, мезофауны и макрофауны. Микрофауна (размер тела от 0,0002 до 0,002 см) состоит из простейших. Мезофауна колеблется в диапазоне от чуть более 0,002 до 1 см, и включает в себя клещей, ногохвосток, пауков, псевдоскорпионов, личинок насекомых и многоножек и меньшей мере равноногих (Dunger, 1964; Brans, 1968). Макрофауна (от 1 см и более) включают дождевых червей, насекомых и крупных паукообразных, и живущих в почве позвоночных (Wallwork, 1970).
По классификации М.С. Гилярова к мезофауне относятся почвенные беспозвоночные средних размеров, выбираемые из почвы методом ручной разборки, размеры которых колеблются от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров (дождевые черви, пауки, насекомые и их личинки и т.д.). Подразделяясь по способу питания на сапрофагов, фитофагов и зоофагов. (Гиляров, 1941). Мы придерживаемся классификации М. С. Гилярова, где педобионты четко разнесены.
|
|
|
Распределение педобионтов в почве весьма не однородно, виной этому является множество факторов биотические, абиотические и антропогенные. Основным фактором ограничивающим распространение педобионтов является влажность. (Проканова, 2005; Семенова, 1967) Представители мезофауны очень чувствительны к высыханию почвы. Основным средством спасения от колебания влажности воздуха для них является передвижение вглубь. Но для некоторых видов возможность миграции по почвенным горизонтам вглубь ограничивается изменением структурного состава и диаметра пор, поэтому передвижения по скважинам доступны только самым мелким видам. Более крупные представители мезофауны обладают приспособлениями, позволяющими переносить временные неблагоприятные условия: защитными чешуйками на теле, примитивной трахейной системой, частичной непроницаемостью покровов. (Гиляров,1949) Отмечено, что при снижении влажности почвы, дождевые черви перестают питаться и инкапсулируются (Соколов, 1956; Роднянская, 1957).
Почвенные животные заселяют, в основном, верхние (глубиной до 20-40 см) горизонты почвы, в сухих местностях лишь отдельные виды проникают на глубину нескольких метров, что чаще всего связанно с типом сложения почвы, ее структурой (Антощенков,1992). Содержание комплекса солее, pH и содержание органического вещества или опада в почве также влияют на локализацию почвенных организмов (Хотько и др., 1982; Криволуцкий, 1994) Так например Сатчел (Сатчел, 1955) установил, что некоторые виды дождевых червей имеют разную зависимость от pH почвы и потому разные виды часто обитают в почвах с разной кислотностью. При этом в процессе жизнедеятельности сами живые организмы влияют друг на друга. Почвенные животные часто обнаруживаются в таких местах, где скапливаются определенные педобионты, выделяя специфические вещества, организмы могут активировать или подавлять деятельность почвенных животных (Курчева,1971).
Значение педобионтов
Почвенные животные, наряду с растениями и микроорганизмами, активно участвуют в создании биологической активности почвы, в обогащении ее жизненно важными для роста и развития высших растений веществами. В процессе метаболизма животных происходит так же расщепление сложных органически веществ на легко минерализирующиеся соединения: мочевину, мочевую и гиппуровую кислоты, гуанин. Кроме того, они выделяют в свободном состоянии многие соли: хлориды, фосфаты калия, магния, натрия, кальция и т.п. (Курчева, 1971)
|
|
|
Населяющие почву беспозвоночные способствуют перемешиванию почвенных горизонтов и увеличению скважности, а, следовательно, воздухо- и водопроницаемости почвы, содействуют образованию почвенной структуры. От состава и численности почвенного населения зависят скорость и характер разложения лесной подстилки, а также физико-химические свойства и профиль почв. (Хотько, Чумаков, 1980).
Глава 2. Материалы и методы
Исследования проводились в период с 15 по 26 августа 2011 года. Сбор коллекции осуществлялся Матковым Сергеем Вадимовичем и Тонких Татьяной Сергеевной под руководством С. Ю. Князева. Общий объем работ – 18 проб (50 х 50 х 50 см) по методу «конверта». Численность в пробах пересчитывалась на м2. Отбор и фиксация материала осуществлялись по стандартной методике, путем ручной переборки почвы (Бызова с соавт., 1987). Установление видов осуществлялось по определителю пауков В.П. Тыщенко (Тыщенко,1971), определителю семейств личинок жесткокрылых Е.А. Негробова (Негробова,2008), определитель насекомых европейской части СССР Б.М. Мамаева (Мамаев,1976), определителю насекомых по личинкам Б.М Мамаева (Мамаев, 1972), жужелиц рода Carabus южной Сибири В.Г. Шиленкова (Щеленков. 1996), определителю многоножек-костянок СССР Н.Т. Залесской (Залесская, 1978), определителю дождевые черви фауны России Т. С. Всеволодовой-Перель (Всеволодова – Перель, 1998).
Всего проанализировано 62 особи почвенной мезофауны. В каждом биоценозе было заложено по 5 экспериментальных площадок размерами 50 х 50см. (Бызова,1987). На каждой экспериментальной площадке изымалось по четыре почвенных пробы из слоев 0-10, 10-20, 20-30, 30-50см. Грунт выкладывался на полиэтиленовую пленку и из него выбирались все беспозвоночные организмы, которые составляли мезофауну в месте экспериментальной площадки. Собранные экземпляры фиксировались в спирте и помещались в емкостях соответственно «проба – емкость» для дальнейшей идентификации, определения таксона и составления коллекции.
|
|
|
В ходе работы исследовалась центральная подзона лесостепи Омской области. Исследования проводились по следующей схеме.
Сбор материала производился в каждом биотопе по методике описанной выше. Пробы брались в наиболее типичных биотопах (березовый колок и луг) а также на территориях подверженных антропогенному воздействию и сосновых лесах. Далее осуществлялось определение каждого объекта и включение его в коллекцию. При обработке материала изучались следующие показатели почвенной мезофауны: видовое разнообразие на уровне точки сбора, биомасса, трофические группы, плотность.
Результаты исследования.
В ходе работы выяснено, что на территории лагеря «Березовая роща» в целом обитает всего 23 таксонов, принадлежащих к двум типам беспозвоночных: кольчатые черви и членистоногие. Наиболее богат в видовом отношении отряд жесткокрылых.
Список таксонов
Тип Кольчатые черви (Annelides)
Сем. Дождевые черви (Lumbricidae)
1. Aporrectodea caliginosa caliginosa (Savigny, 1826)
Тип Членистоногие
Класс Многоножки (Myriapoda)
Сем. Костянки (Lithobiidae)
2. Lithobius forficatus (Linnaeus, 1758)
Сем. Геофилы (Geophilidae)
3. Geophilus flavus (C. L. Koch, 1847)
4. Geophilus longicornis (C. L. Koch, 1847)
Класс Паукообразные (Arachida)
Сем. пауки-мешкопряды (Clubionidae)
5. Clubiona sp.
Сем. Пауки-волки (Licosidae)
6. Pardosa sp.
Сем. Пауки-скакуны (Salticidae)
7. Marpissa radiate (Grube, 1858)
Сем. Пауки земляные (Gnaphosidae)
8. Gnaphosidae sp.
Класс Насекомые (Insecta)
Отряд Полужесткокрылые (Hemiptera)
Сем. Щитники (Pentatomidae)
Отряд Жесткокрылых (Coleoptera)
Сем. Жужелицы (Carabidae)
9. Amara communis (Panzer, 1797)
10. Amara aenea (De Geer, 1774)
11. Calathus micropterus (Duftschmid,1812)
12. Pterostichus niger (Fabricius, 1787)
Сем. Стафилиниды (Staphylinidae)
13. Bryoporus cernuus (Gravenhorst, 1806)
14. Xantholinus linearis (Olivier, 1794)
Сем. Мертвоеды (Silphidae)
15. Silphidae sp.
Сем.Карапузики (Histeridae)
Сем. Щелкуны (Elateridae)
16. Athous niger (Muller, 1764)
17. Selatosomus aeneus (L., 1758)
Cем. Долгоносики (Curculionidae)
Отряд Перепончатокрылые (Hymenoptera)
Семейство Муравьи (Formicida)
18. Lasius niger (Linnaeus, 1758)
19. Lasius flavus (Fabricius, 1781)
Отряд Двукрылые или Мухи и комары (Diptera)
Сем. Комары-долгоножки (Tipulidae)
Дождевые черви представлены одним космополитным видом, преобладают Aporrectodea caliginosa caliginosa(Savigny, 1826). В классе многоножек следует отметить типичный вид Lithobius forficatus (Linnaeus, 1758), который в связи с относительным смягчением климата в Южной Сибири стал часто встречаемым. Для мелколиственных колковых лесов были характерны также геофилы, которые встречались единично, но отличались высокой встречаемостью в пробах. Комплекс пауков включает в себя 4 семейства, особенно распространены пауки родов Pardosa и Clubiona. Среди насекомых наибольшим разнообразием отличались представители отряда жесткокрылых, представленные шестью семействами. Наибольшее обилие мезофауны отмечено в березняках, а наиболее таксономическое богатство – в сосняках.
|
|
|
В целом показатель видового богатства низкий (R= 8,6/6−12) это связано, прежде всего со сроками исследования, когда большинство педобионтов уже не активны и некоторые представители, готовясь к зиме, уходят на глубину и капсулируются.
Относительно показателя трофических групп во всех биотопах присутствуют все 3 группы: зоофаги, сапрофаги и фитофаги, и не наблюдается биотопов с отсутствием сапрофагов и одних фитофагов. Наличие в сообществах зоофагов, сапрофагов и фитофагов сбалансировано в большинстве случаев, и пищевые цепи, складывающиеся внутри комплекса мезофауны, могут обеспечить высокую активность деструктивного звена биологического круговорота. Наиболее ярко этот баланс проявляется в подзоне центральной лесостепи, данная тенденция подтвердилась и на территории лагеря.
Выводы:
1. На территории лагеря «Березовая роща» нами обнаружено 23 таксона, при этом в целом территория характеризуется слабым видовым разнообразием (R= 8,6/6−12).
2. Значения плотности педобионтов составляет в среднем 2,08 ос./м2. По биомассе преобладают дождевые черви, жужелицы и стафилины. Сообщества включают в себя три трофические группы: зоофаги, сапрофаги и фитофаги способные обеспечить высокую активность деструктивного звена биологического круговорота.
|
|
|
