Экологическая структура сообществ коллембол терриконов Донецка и Макеевки
УДК 595.71:504.55.054:622(477.62)
Ю. Ю. Овчинникова*, Е. В. Старостенко**
*Донецкий национальный университет, Донецк, Украина, springtail@mail.ru
**Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького,
Донецк, Украина, star_ev@newmail.ru
ECOLOGICAL STRUCTURE OF COLLEMBOLAN ON
COAL MINING DUMPS IN DONETSK AND MAKEEVKA
Y. Y. Ovchinnikova*, E. V. Starostenko**
*Donetsk National University, Donetsk, Ukraine
** Gorky Donetsk National Medical University, Donetsk, Ukraine
В настоящее время в связи с постоянно возрастающей степенью антропогенного воздействия на окружающую среду особый интерес представляет проведение комплексных экологических исследований техногенных экотопов, возникающих и меняющихся вследствие проведения горнодобывающих разработок, с целью прогнозирования динамики почвообразовательных процессов, анализа особенностей сукцессионных процессов в техногенно нарушенных биогеоценозах.
Особый интерес представляет исследование почвенных животных на отвалах шахт для использования их в качестве биологических индикаторов степени рекультивации почв. Одной из пионерных групп членистоногих, заселяющих новообразования рельефа, являются ногохвостки (Collembola), играющие важную роль в разложении органических остатков, регуляции деятельности бактериальной и грибной флоры, в особенности на начальных этапах формирования почв на отвалах (Бабенко, 1980). Коллемболы в почвах формируют многовидовые сообщества, отражающие мозаику напочвенных и, в первую очередь, фитоценотических условий (Чернова, Чугунова, 1967). Специфичность группировок коллембол (низкое видовое разнообразие, доминирование эврибионтных видов, преобладающих во многих антропогенно нарушенных сообществах), формирующихся на отвалах, определяется экологическими особенностями пионерных видов (способность к захвату новой территории и быстрому размножению, широкая экологическая пластичность), а также особенностями сукцессионных процессов, протекающих в конкретных условиях и зависящих от ряда факторов.
Цель данной работы – оценить экологическую структуру населения коллембол терриконов г. Донецк и Макеевка. Исследования проводили в мае 2008 года на трех разновозрастных терриконах г. Донецк и Макеевка: отвалы шахт Ганзовка (отвал 1), им. Кучерова (отвал 2) и Червоногвардейская (отвал 3). Отвалы шахт Ганзовка и им. Кучерова являются самозарастающими, отвал шахты Червоногвардейская – рекультивированным. Отвал шахты Ганзовка конусовидной формы, много грубообломочного материала, окружающая растительность антропогенно сформирована. Ориентирован с востока на запад. На отвале верх фронтальной части еще не зарос, окружен растительностью из одновидовых группировок Ambrosia artemisiifolia L. и Persicaria maculate (Rafin.) A. et D. Löve. Отвал шахты Червоногвардейская эксплуатируется с 1895 года, но самая старая хвостовая часть, срезана до высоты 8 м. Частично рекультивирован посадкой Robinia pseudoacacia L. Окружение антропогенное, ориентация – с севера на юг.
Отвал шахты им. Кучерова имеет конусовидную форму, сформирован в 1957 году. Очаги горения породы до настоящего времени не сохранились. Растительные сообщества высокосформированные, двухярусные, а на северном склоне – трехярусные за счет мхов. На северо-восточном склоне, ближе к подножию отмечен участок, плотно поросший злаками. Юго-западный склон от основания до вершин порос Robinia pseudoacacia L. Гумусный слой и подстилка здесь плохо выражены вследствие крутизны склона и сильных эрозионных процессов.
Отбор почвенных образцов производили на различных горизонтах исследуемых отвалов: в основании, на срединных участках склонов (южная и северная экспозиция) и на вершине по общепринятым почвенно-зоологическим методикам (Гиляров, 1965).
Зарегистрировано 25 видов коллембол, относящихся к 12 родам 6 семейств. Наибольшее количество видов отмечено на отвале 3 (20 видов, относящихся к 11 родам 5 семейств). Отвалы 1 и 2 характеризуются меньшим количеством видов: 16 видов, из 10 родов 5 семейств и 14 видов из 11 родов 6 семейств соответственно.
Наибольшим количеством видов в трех исследованных отвалах характеризуется семейство Entomobryidae (11 видов). Сем. Isotomidae представлено 5 видами, сем. Arrophopalitidae и Onychiuridae – 3 видами, сем. Sminthurididae и Hypogastruridae – лишь 1 видом. Общими для трех исследованных отвалов являются Isotoma notabilis (Schaffer), Orchesella cincta (Linnaeus, 1758) и Pseudosinella octopunctata (Borner, 1901). Orchesella multifasciata (Scherbakov, 1898) отмечена только на отвале 1, Isotoma viridis Bourlet, 1895 – на отвале 2, Folsomides parvulus Stach, 1922, Entomobrya handschini Stach, 1922, Pseudosinella imparipunctata Gisin, 1944 и Lepidocyrthus lignorum (Fabricius, 1775) зарегистрированы только на отвале 3. Наибольшая средняя плотность населения коллембол отмечена на отвале 3 (6500 тыс. экз./м2). Средняя численность на самозарастающих отвалах 1 и 2 составила 2000 и 3500 экз./м2 соответственно.
Анализ структуры сообщества показал высокую степень доминирования отдельных видов в рассмотренный период. В состав доминантов на всех отвалах входили Pseudosinella octopunctata, Isotoma notabilis и Entomobrya sp. Зафиксировано достаточно малое количество малочисленных видов (рецедентов и субрецедентов), что свидетельствует о сильной нарушенности структуры сообщества.
Исследованные сообщества коллембол представлены 6 жизненными формами (по системе С. К. Стебаевой). На отвале 3 зарегистрировано – 6 биоморф, на отвалах 1, 2 – по 5 биоморф. Верхнеподстилочная, нижнеподстилочная и верхнепочвенные биоморфы отмечены на всех участках отвалов. Доля подстилочно-почвенных и глубокопочвенных видов на отвалах 1 и 2 невысока (по 1 подстилочно-почвенному виду на отвале 1 и 2 и 1 глубокопочвенный вид на отвале 2). На отвале 1 глубокопочвенные виды не были отмечены. На отвале 3 глубокопочвенная и подстилочно-почвенная биоморфы представлены двумя видами: Willemia scandinavica Stach, 1930, Mesaphorura macrochaeta Rusek, 1976 и Folsomides parvulus, Pseudosinella alba (Packard, 1875) соответственно. Гигропреферендумы коллембол исследованных сообществ представлены четырьмя группами (по системе Н. К. Кузнецовой), среди которых наиболее разнообразно представлена группа ксерорезистентных видов, что связано с низкой влажностью исследованных участков.
Таким образом, на исследованных отвалах обнаружено 25 видов из 16 родов 6 семейств. В сравнении с самозарастающими рекультивируемый отвал характеризуется наибольшим количеством видов, большей численностью, разнообразием биоморф, что свидетельствует о лучших условиях для развития ногохвосток на данном отвале и в первую очередь связано с более мощным слоем опада и гумусированного слоя. По сравнению с ненарушенными сообществами коллембол открытых биотопов исследованные группировки ногохвосток демонстрируют более низкие показатели численности, обедненный спектр видов, узкий спектр доминирующих видов и слабую представленность рецедентных и субрецедентных видов, практически отсутствие (за исключением рекультивированного отвала) почвенных биоморф, что свидетельствует о значительной нарушенности исследованных сообществ, что характерно для нарушенных сообществ коллембол техногенных биотопов (Бабенко, 1984, Тимошенко, 1995).
Zoocenosis — 2011
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2011. – C. 202-204.