Функциональное значение земноводных в различных экосистемах Степного Приднепровья

В.Л. Булахов
Днепропетровский национальный университет, Днепропетровск, Украина

Оценка роли различных животных в составе зооценоза как важнейшей структурно-функциональной части экосистем определяется по многим параметрам, основными из которых являются: участие в продукционных процессах системы, в круговороте веществ и потоке энергии, в регуляции численности биоты, в межэкосистемных связях и участие в комплексе естественных механизмов в образовании гомеостаза и защитного блока системы. В этой связи земноводные на различных стадиях развития с охватом водных и наземных систем среди элементов зооценоза занимают особое место. Изучение земноводных в различных экосистемах степного Приднепровья на протяжении более 30 лет (1967-2000 гг.) экспедиционными и стационарными исследованиями позволяют сделать следующее заключение об их функциональном значении.
Роль земноводных в продукционных процессах. Различное время пребывания земноводных в наземных и водных системах обусловливает разную степень участия земноводных в формировании биомассы по сезонам года. В весенний период, начиная с конца марта и до середины мая в водных системах общая биомасса земноводных наиболее высока. В этот период биомасса половозрелых особей всех экологических форм и имагинальных стадий земноводных в малых реках составляла до 230-850 г/м2 (сырой вес), в различных пойменных озерах – 430-1100 г/м2, в прибрежной части водохранилищ 170-250 г/м2. После выхода наземных форм – соответственно 118-489; 291-560; 36-145 г/м2. Биомасса икры (апрель) по типам водных систем соответственно: 22-70; 40-98; 8-13 г/м2. В этот период доля земноводных в общей зоомассе позвоночных системы составляла в малых реках 9-48%; в озерах 21-56 %; в прибрежной части водохранилищ – 6-28 %. Биомасса личинок земноводных с мая по июнь колеблется в пределах 195-1160 г/м2, а общая амфибийная масса в разных типах систем от всей зоомассы составляла до 11,5-86,0%.
В наземных системах в различные периоды биомасса земноводных составляла в пойменных лесах весной 476-1342; в аренных лесах – 150-920; в байрачных дубравах – 37-187; в искусственных лесных насаждениях на плакоре – 48-390; в степных участках – 25-60 г/га. В летний период, начиная с конца июня и до конца августа после массового метаморфоза биомасса земноводных значительно возрастает и, соответственно составляет 8,1-42,3; 2,5-12,8; 0,5-1,2; 0,8-1,5 и 0,3-0,6 кг/га. Средний прирост чистой биопродуктивности земноводных на объединенный биотоп наземных систем (рост + репродукция) составляет 4,2 тыс.ккал/га и колеблется в пределах 0,2-7,5 тыс.ккал/га. Удельная продукция (отношение исходной биомассы к чистому приросту) составляет в пределах 4,1-11,0.
По отношению ко всем позвоночным по чистой продукции, продукция амфибий составляет в разных типах экосистем от 2,9 % до 62,1 % с минимумом в степных и максимумом в пойменных дубравах и ольшатниках 38,8-62,1 %. таким образом, в продукционных процессах экосистем земноводные в условиях степного Приднепровья занимают важное место.
Роль земноводных в потоке биотической энергии. Трансформируемая биотическая энергия земноводными в разных типах экосистем степного Приднепровья составляет 5,3-381,5 тыс.ккал/га за год, с минимальным значением для степных экосистем, средним для плакорных лесных экосистем и максимальным для водных и пойменных водных экосистем. Доля трансформированной амфибиями биотической энергии среди всех позвоночных в степных экосистемах составляет всего 1,7-1,9 %, в различных плакорных лесных насаждениях – 3,7-4,9 %, в пойменных лесах – 16,9-25,5; в водных системах – 22,2-33,5; в ольшатнике – 27,1-47,6 %.
Роль земноводных в регуляции численности беспозвоночных-фитофагов.
В наземных экосистемах, особенно в лесных, земноводные играют значительную роль по ограничению численности различных фитофагов-беспозвоночных. За активный период в различных наземных экосистемах они уничтожают от 2 до
156 кг/га биомассы опасных вредителей сельского и лесного хозяйств. За летний период приходится до 60-75 % уничтоженной биомассы фитофагов в травостое. Степень воздействия амфибий на различные группы фитофагов (по экспериментальным данным) в летний период (июль) составляла по отношению к чешуекрылым – 2,9-33,9 %, к жесткокрылым – 4,1 — 30,7 %, к прямокрылым – 1,4 — 19,3 %, к пилильщикам – 1,9 — 24,0 %, к наземным моллюскам – 9,2 — 10,1 %.
В целом земноводные снижают развитие фитофагов беспозвоночных на 2,3-16,7 %. Трофическое воздействие амфибий на фитофагов способствует сохранению в разных лесных экосистемах до 5,9-19,1 прироста автотрофной продукции.
Роль земноводных в межэкосистемных связях. Использование амфибиями различных экосистем в своем развитии обусловливает высокую степень межэкосистемных связей между водными и наземными системами, которую наиболее проще выразить в энергетических единицах. Общий приток биотической энергии из наземных в водные экосистемы при участии амфибий за активный период их деятельности составляет 2,9-4,8 тыс.ккал/га за год. Отток биотической энергии из водных систем в наземные составляет 7,1-8,4 тыс.ккал/га за год. Таким образом, в общем балансе обменных процессов наземные системы за счет земноводных получают до 40,8-57,1 % водных материально-энергетических ресурсов.
Роль земноводных в создании защитного блока экосистем. В наземных экологических системах земноводные почворои занимают ведущее место. Нарушение почвенного покрова роющими формами способствует снижению твердости почвы – на 8,1-12,3 %, увеличению влажности на 1,8-7,2 %, степени порозности – на 2,6-7,1 %. Ежесуточно зарываясь в почву, они запасают воду (8,1-29,6 % от веса тела) с последующим выпуском ее и увлажнением места пребывания животного. Это способствует в свою очередь повышению влажности на 6,8-52,3 %. В жестких условиях степи указанные характеристики значительно оптимизируют условия для развития автотрофной части системы. Обитая в наземных условиях, амфибии выделяют большое количество экскреций, соразмерные в пойменных лесных системах с количеством экскреций млекопитающих. Поступление экскреций амфибий в почву способствует увеличению органо-минеральных веществ, интенсификации минерализационного процесса и переводу тяжелых металлов в более неподвижные металлорганические соединения, что повышает защитный блок системы против техногенного загрязнения.
В водных системах, в период развития и роста личинок земноводных, амфибии способствуют аккумуляции тяжелых металлов поступающих со сточными водами промышленных предприятий. Экспериментально установлено, что личинки озерной лягушки снижают в сточных водах количество железа в 4,7 раза, меди – в 2,2 раза, кадмия – в 1,5 раза, цинка – в 2,3 раза, свинца – 1,7 раз. Тяжелые металлы в промстоках адсорбируются слизью личинок с последующим переходом их в неподвижные металлорганические соединения с накоплением в иловых отложениях. Таким образом, земноводные активно участвуют в образовании защитного блока в водных и наземных экосистемах.
Краткий перечень участия земноводных в сложных биогеоценотических процессах свидетельствует о значительной роли их как функционального элемента зооценоза, обеспечивающего в определенной мере биопродукционный процесс, защиту автотрофа от воздействия фитофагов, межэкосистемные связи и биоэнергетический поток и в создании механизма гомеостаза в системе против воздействия техногенных факторов.


Zoocenosis — 2001
 Структура і функціональна роль тваринного населення в природних та трансформованих екосистемах: Тези I міжнародної конференції, 17-20 вересня 2001. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2001. – С. 117-119.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники