Структура сообществ паукобразных–герпетобионтов в градиенте токсического загрязнения

УДК 595.4

М. П. Золотарев

Институт экологии растений и животных УрО РАН, Россия, E-mail: zmp@ipae.uran.ru

Ключевые слова: пауки, сенокосцы, техногенная нагрузка

STRUCTURE OF EPIGEAL ARACHNIDS communities
IN THE TOXIC POLLUTION GRADIENT

M. P. Zolotarjov

Institute of Plant and Animal Ecology of the Ural Branch of RAS, Ekaterinburg, Russia
E-mail: zmp@ipae.uran.ru

Key words: spiders, harvestmen, technogenic loading

Паукобразные являются важным компонентом животного населения наземных сообществ. Эта группа беспозвоночных чувствительна к изменениям параметров окружающей среды, что делает ее удобным объектом при изучении токсического загрязнения экосистем. Так как почва и подстилка – основные аккумуляторы полютантов в экосистемах, особое значение приобретают герпетобионты. В связи с этим целью данной работы было выявление таксономической структуры сообществ пауков и сенокосцев в зонах с различным уровнем загрязнения.

Среднеуральский медеплавильный завод, расположенный около города Первоуральска Свердловской области, действует с 1940 года. Основу воздушных выбросов завода составляют SO2 и тяжелые металлы (преимущественно Cu, Zn, As, Pb, а также Cd, Hg и другие). За длительный период в коренных экосистемах под влиянием выбросов произошли различные структурные изменения, которые в различной степени проявляются на разном удалении от завода. Согласно ранее проведенным исследованиям (Воробейчик и др., 1994) выделяются три зоны по степени загрязнения, в каждой из которых был проведен отлов беспозвоночных: импактная – 1–1,5 км от завода, буферная – 6–7 км, контрольная – 16–20 км. Контрольная зона подвержена минимальному воздействию, находящемуся на уровне регионального фона, в импактной зоне воздействие максимальное, буферная зона является переходной от фона к импакту. В каждой зоне обследованы наиболее типичные биоценозы для подзоны южной тайги: коренной елово-пихтовый лес и производный березовый лес.

Сбор материала проводился с мая по сентябрь 2003 года почвенными ловушками непрерывно в течение 5–7 дней с пятидневным интервалом. В качестве фиксатора применялась уксусная кислота (3 %). Таким образом, за весь сезон в трех зонах установлено 974 ловушки. При анализе материала учитывались только пауки–герпетобионты. В расчетах использовалась динамическая плотность беспозвоночных (Тихомирова, 1975).

Все отловленные пауки относятся к 8 семействам: Agelenidae, Clubionidae, Gnaphosidae, Hahniidae, Linyphiidae, Liocranidae, Lycosidae и Zoridae. Сенокосцы представлены двумя семействами: Phalangiidae и Nemastomatidae. Семейства пауков неравномерно распределяются по биотопам. В ельнике–пихтарнике наибольшее количество семейств наблюдается в импактной зоне (7); в буферной и фоновой зонах их количество одинаково (6). В березовом лесу пауки представлены наименьшим количеством семейств, на фоне (5) и в равной степени на буфере и импакте (6). Динамическая плотность пауков возрастает от импакта к фону, что характерно для двух биотопов (табл. 1). Наибольшая плотность сенокосцев отмечена в буферной зоне.

На протяжении летнего сезона в двух биотопах во всех зонах преобладают два семейства – Linyphiidae и Lycosidae. Наблюдается закономерность в распределении этих семейств по зонам. От импакта к фону динамическая плотность ликозид снижается, а линифиид, напротив, увеличивается. Исключение представляет ельник–пихтарник, где семейство линифиид в импактной зоне достигает большей численности, чем в буферной. От импакта к контрольной зоне также снижается плотность таких семейств как Gnaphosidae, Liocranidae, Zoridae и Hahniidae. Плотность Clubionidae и Agelenidae, напротив, возрастает от импакта к фону.

Таблица 1. Среднее значение динамической плотности пауков и сенокосцев в зонах
техногенной нагрузки Среднеуральского медеплавильного завода (Свердловская область)

Биоценоз

Импактная зона

Буферная зона

Контроль

пауки

сенокосцы

пауки

сенокосцы

пауки

сенокосцы

Ельник–пихтарник

0,4

0,1

0,9

1,7

1,5

0,9

Березовый лес

0,7

0,3

1,2

1,6

1,4

0,8

 

В ельнике–пихтарнике наибольшим сходством обладает пара «буфер – импакт» (коэффициент Чекановского–Серенсена равен 0,813), «фон – буфер» имеет меньшее сходство (0,809), еще меньшее сходство имеет пара фон–импакт (0,626). В березовом лесу максимальным сходством отличаются те же пары – «буфер – импакт» (0,750) и «фон – буфер» (0,668); фон менее всего сходен с импактом (0,463). Данное обстоятельство характеризует буферную зону как переходную между фоном и импактом.

Если буферная зона имеет промежуточное положение между фоном и импактом, можно предположить, что она обладает свойствами экотона и характеризуется наибольшим разнообразием. Однако индексы разнообразия (Шеннона, Маргалефа) свидетельствуют в пользу импактной зоны (табл. 2). При низкой динамической плотности и наибольшем количестве семейств пауков импактная зона обладает достаточно высоким разнообразием по сравнению с двумя другими. Достоверное отличие разнообразия семейств в зонах наблюдается только в ельнике–пихтарнике (р = 0,003–0,005); для березового леса отличия не достоверны (р = 0,674).

Таблица 2. Значения индексов Маргалефа и Шеннона фауны пауков в зонах
техногенной нагрузки Среднеуральского медеплавильного завода (Свердловская область)

Импактная зона

Буферная зона

Контроль

Индекс Маргалефа

Ельник–пихтарник

1,38

1,26

1,13

Березовый лес

1,25

1,17

1,14

Индекс Шеннона

Ельник–пихтарник

0,947

0,665

0,113

Березовый лес

1,013

0,919

0,524

 

В отличие от пауков, у сенокосцев количество семейств к импакту снижается. В зоне наибольшей техногенной нагрузки встречается одно семейство Phalangiidae, представленное одним видом – Lacinius ephippiatus (C. L. Koch, 1835). В фоновой зоне отмечено два семейства: Phalangiidae (Oligolophus tridens (C. L. Koch, 1836), Rhilaena triangularis (Herbst, 1799), Lacinius ephippiatus (C. L. Koch, 1835)) и Nemastomatidae (Nemastoma lugubre (O. F. Muller, 1776)). Динамическая плотность сенокосцев также значительно уменьшается к импакту.

В результате проведенного исследования на уровне семейств пауков выявляются следующие закономерности: на фоне снижения динамической плотности в градиенте загрязнения разнообразие пауков снижается, что не характерно для других групп беспозвоночных, например жужелиц. Известно, что таксономический состав пауков в значительной степени зависит от ярусности фитоценоза и его архитектуры. Фитоценоз импактной зоны, в отличие от фоновой, имеет большую мозаичность, а следовательно, более разнообразные микроклиматические условия. Вероятно, именно структура фитоценоза в первую очередь определяет таксономический состав пауков в исследованном градиенте.

В пользу данного заключения свидетельствует закономерное изменение экоморфической структуры. Пауки–тенетники предпочитают закрытые биотопы со сложной архитектурой, засадники же встречаются преимущественно на открытых пространствах. Доля засадных форм (преимущественно Lycosidae) в импактной зоне увеличивается по сравнению с фоном в березняках в 2,1 раза и в ельнике–пихтарнике в 7,5 раза. Доля тенетников (в основном Linyphiidae), напротив, увеличивается в фоновой зоне в березняках в 5,8 раза и в ельнике–пихтарнике в 6,0 раз.

В отличие от пауков сенокосцы проявляют иную реакцию на загрязнение. Биологически данная группа беспозвоночных в большей степени зависит от характеристик почвы и подстилки, которые являются накопителями поллютантов. Это позволяет предположить, что таксономическая структура сенокосцев непосредственно зависит от уровня токсической нагрузки.

Работа выполнена при поддержке гранта Президиума УрО РАН для молодых ученых.


Zoocenosis — 2005
 Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІІ Міжнародної наукової конференції. – Д.: Вид-во ДНУ, 2005. – С. 189-191.

Розповісти колегам:

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