Комплексный подход к изучению разнообразия почвенных беспозвоночных животных лесных биогеоценозов республики Коми
УДК 631.467+468 (470.13)
А. А. Колесникова, А. А. Таскаева
Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар, Россия, E-mail: dolgin@ib.komisc.ru
В процессе исторического развития на территории Республики Коми сформировались устойчивые коренные таежные фитоценозы. По данным сотрудников отдела лесобиологических проблем Севера (Леса Республики Коми, 1999), лесной фонд Республики Коми составляет 39 млн. га, из которых 28,7 млн. относятся к лесопокрытой площади.
В настоящее время достаточно полно проведена инвентаризация типов растительности и почв в исследуемом регионе. На этом фоне, сообщества почвенных беспозвоночных животных в республике, на наш взгляд, изучены недостаточно. В некоторых районах Республики Коми проведено изучение почвенной мезофауны, однако не рассмотрена микрофауна (Крылова, 1981; Семяшкина, 1988). Также опубликованы материалы по отдельным таксономическим группам почвенных беспозвоночных животных (Колесникова, 1999, 2001; Колесникова, Ужакина, 2002; Мелехина, 2001; Таскаева, 2002) и работы, в которых приводятся результаты количественных учетов всех групп почвенной мезофауны (Куприянова, 2001). Однако, в последнее время, в связи с освоением северных территорий и наметившимися тенденциями в изучении биоразнообразия, нарастает потребность в создании единой базы данных о растительном и животном мире исследуемого региона. Поэтому при дальнейшем изучении разнообразия почвенных беспозвоночных животных в лесных биогеоценозах Республики Коми целесообразно использовать комплексный подход.
Именно комплексное изучение разнообразия биоты позволяет одновременно дополнить данные о таксономическом составе почвенных беспозвоночных животных в регионе, показать изменения видового разнообразия и структуры населения сообществ беспозвоночных животных в зависимости от типа растительности и почв, а также сравнить естественные и трансформированные экосистемы на уровне сообществ и популяций отдельных видов. При этом комплексность проявляется как в отношении субъекта (совместная работа специалистов нескольких профилей – ботаников, почвоведов, зоологов), так и объекта исследований. Изучение объекта, как правило, проводится по трем направлениям.
– Инвентаризационные работы, направленные на выявление видового разнообразия почвенных беспозвоночных животных в регионе.
– Работы по исследованию беспозвоночных животных на уровне сообществ. Для описания сообществ почвенных беспозвоночных животных используются такие параметры, как видовой состав, соотношение трофических и экологических групп, относительное обилие беспозвоночных животных, индексы разнообразия, а также анализируется структура доминирования.
– Работы, проводимые по популяциям отдельных видов почвенных беспозвоночных животных. Эти работы будут включать в себя данные по многолетней и сезонной динамике численности отдельных видов.
Отметим, что такие комплексные исследования, с использованием трансектного метода, уже проводятся на охраняемых (Печоро-Илычский заповедник) и антропогенно нарушенных (Сыктывкарский Лесной Промышленный Комплекс) территориях Республики Коми.
Результаты изучения разнообразия почвенных беспозвоночных животных в горном районе Печоро-Илычского заповедника, в окрестностях хр. Яныпупунер, показали закономерное увеличение видового богатства беспозвоночных животных в почвах растительных сообществ при переходе от горно-тундрового через подгольцовый к горно-лесному поясу. При этом, высокое относительное обилие крупных (жужелицы, стафилиниды), а также мелких (коллемболы) почвенных животных наблюдается в пойменных березовом и еловых лесах горно-лесного пояса. Объясняется это тем, что в подстилке еловых и березовых лесов создаются благоприятные условия для обитания почвенных беспозвоночных (толщина дернины, относительная влажность, аэрация и др.). Сообщества беспозвоночных животных характеризуются здесь как большим числом видов (до 20–30 в каждой из рассмотренных таксономических групп), так и максимальной численностью.
Относительное обилие почвенных беспозвоночных существенно снижается в биоценозах подгольцового и горно-тундрового пояса – почти в 5–10 раз. В этих сообществах также отмечается по 10–15 видов отдельных таксономических групп. Таксономическое разнообразие и обилие беспозвоночных животных несколько повышается в березовых криволесьях и на галечниках, последние расположены по берегам рек и ручьев. И те, и другие являются экотонными биотопами, через которые животные мигрируют от горно-тундрового к горно-лесному поясу и наоборот. Все изученные сообщества почвенных беспозвоночных животных в данном районе характеризуются аналогичной структурой доминирования: отмечены как доминантные, так субдоминантные, обычные, редкие и единичные виды. Состав доминантных видов в исследуемых биоценозах существенно не меняется. Соотношение зоофагов и сапрофагов, относительно стабильно и составляет 2:1.
Изучение сообществ почвенных беспозвоночных сосновых лесов является одним из этапов комплексной оценки воздействия СЛПК на экосистемы. Относительное обилие почвенных беспозвоночных в сосняках меньше, чем в еловых и смешанных таежных лесах. Однако при сравнении антропогенно нарушенных сосняков с контрольным биотопом этого же типа наблюдается снижение видового разнообразия и численности беспозвоночных животных, а также упрощается структура их сообществ. Наблюдается сокращение группы сапрофагов, выражающееся в практически полном отсутствии крупных беспозвоночных животных (дождевых червей, личинок щелкунов и двукрылых) и уменьшении численности микроартропод (коллембол, панцирных клещей). Последние выполняют роль основных деструкторов в хвойных лесах. Низкий уровень общей численности микросапрофагов в зоне умеренного воздействия СЛПК связан, по-видимому, с сокращением толщины подстилочного слоя.
Снижение численности сапрофагов при уменьшении проективного покрытия напочвенного покрова является общей закономерностью, поэтому изменение трофической структуры в виде увеличения доли хищников сложно однозначно оценить влиянием загрязнения. Тем не менее доля хищников в общей численности мезофауны в нарушенном сосновом лесу оказалась почти в два раза выше, чем на аналогичном контрольном участке. Наибольшее число видов изученных таксономических групп (до 20 – в каждой группе) отмечено на контрольном участке. В почвах нарушенных сосняков наряду с уменьшением таксономического разнообразия наблюдаются изменения в составе доминантов. Численность одних видов, преобладающих на контрольном участке, снижается, но зато у других видов обнаруживается тенденция к увеличению плотности на измененных в результате хозяйственной деятельности участках. Таким образом, под влиянием промышленных выбросов происходит перестройка структуры населения почвенных беспозвоночных животных.
На наш взгляд, необходимость такого рода работ очевидна, а выработка критериев для проведения этих исследований может строиться на следующих принципах:
1) комплексное изучение сообществ почвенных беспозвоночных животных, а не отдельных таксономических групп;
2) проведение сравнительных исследований в естественных и трансформированных экосистемах;
3) необходимость многолетних исследований в стационарных условиях;
4) выявление единых для всех таксономических групп параметров состояния сообществ;
5) изучение популяций видов-эдификаторов или индикаторных видов;
6) создание общей базы данных по основным таксономическим группам почвенных беспозвоночных (паукам, дождевым червям, многоножкам, жужелицам, стафилинидам, долгоносикам, коллемболам, панцирным клещам).
Используя стратегию комплексного изучения разнообразия почвенных беспозвоночных животных, можно в кратчайший период получить результаты, которые позволят закрыть пробел изученности беспозвоночных животных в исследуемом регионе, разработать принципы диагностики состояния сообществ беспозвоночных животных и принять необходимые меры по сохранению биологического разнообразия в республике.
Zoocenosis — 2003
Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – С. 121-123.