Функциональное значение пресмыкающихся в лесных экосистемах Центрально-Степного Приднепровья
УДК 574.4:598.1
В. Л. Булахов, Л. Н. Перелыгина
Днепропетровский национальный университет, г. Днепропетровск, Украина
Изучения проявления функций зооценоза имеет важное значение в решении ряда теоретических и практических проблем экологии и зоологии. Прежде всего это даст возможность ближе подойти к пониманию структуры и функции экосистем и биосферы. Познание функциональной роли животных в экосистемах будет использовано в общей оценке кадастра животного населения, разработке мер охраны функционально полезных видов, пересмотреть устоявшиеся парадигмы в оценке значения отдельных групп животных природных систем и самое гласное – использовать функциональную роль животных в создании устойчивых искусственных экологических систем и в экологической реабилитации нарушенных промышленностью различных типов биогеоценозов. В этом плане пресмыкающиеся являются наименее изученной группой животного населения. Внимание исследователей, прежде всего, было обращено на многочисленные группы животных, масса которых способна выполнять большой объем биогеоценотической работы в различных процессах. В то же время общая оценка функциональной работы в целом невозможна при отсутствии данных по какой-либо группе животных. Исходя из этих позиций мы представляем данные по функциональной роли пресмыкающихся в степных лесах Приднепровья, являющиеся итогом 35 летних работ.
Роль пресмыкающихся в продукционных процессах. Немногочисленный состав пресмыкающихся не обеспечивает высоких показателей формирования биомассы в лесных биогеоценозах степной зоны. По биомассе они занимают последнее место среди высших гетеротрофов. Среднегодовая биомасса рептилий в среднем в степных лесах составляет всего 556 ккал/га при пределах 117–2 229 ккал, с максимальным значением в краткопоемных дубравах и ольшатниках, минимальную – в байрачных дубравах. По сравнению с остальными высшими гетеротрофами их значение в системах по созданию вторичной биологической продукции составляет всего 6,5 %. При этом в пойменных дубравах эта величина составляет 12,8 %, в степных борах – всего 1,7 %. По биомассе они уступают амфибиям в 7 раз, птицам в 2 раза и млекопитающим в 5 раз. Таким образом, среди высших гетеротрофов они в степных лесах они занимают последнее место.
Средний прирост чистой биопродуктивности пресмыкающихся на обедненный лесной биотоп составляет 208 (103–475) ккал/га, а средняя удельная продукция (отношение исходной биомассы к чистому приросту) составляет 0,5 (0,1–2,0). Удельная продукция пресмыкающихся наиболее высокая в боровых экосистемах (1,9–2,0), в байрачных дубравах и лесополосах (1,6–1,7), плакорные массивы (1,4), судубравы (1,1). Затем идут пойменные дубравы (0,8–1,0) и наименее продуктивные притеррасные экологические системы. По отношению ко всем позвоночным чистая биопродукция пресмыкающихся составляет всего 2,8 %.
В продукционных процессах системы большую роль играет трофический пресс животного населения, способствующий либо снижению, либо повышению продуктивности автотрофов. В условиях степных лесов все пресмыкающиеся относятся к гетеротрофам второго порядка и представлены в основном, энтомофагами и хищниками. Энтомофаги – пресмыкающиеся за год способствуют изъятию 1,6–7,1 кг/га беспозвоночных (сырой вес), хищники – 1,1–9,6 кг/га. Фитофаги, способные нанести существенный урон продуктивности автотрофной части системы в общем изъятии составляют в пределах 30–45 % (хищники в большей части изымают рыб и амфибий). По результатам трофического воздействия, пресмыкающиеся способствуют изъятию в различных естественных степных лесах 0,17–0,67 % фитофагов–беспозвоночных и 1,9–12,6 % фитофагов–позвоночных (грызуны). В искусственных лесных насаждениях эти показатели, соответственно равна 0,14–0,65 % и 0,30–0,34 %. Величина изъятия фитофагов–пресмыкающихся в степных лесах способствует сохранению продуктивности травостоя 1,7–2,1 % и лесного подроста – 1,1–1,3 %.
Энергетический баланс. Энергетический баланс пресмыкающихся в степных лесах невысокий и играет третьестепную и четверостепную роль. на долю пресмыкающихся приходится всего лишь 0,6–3,5 % трансформируемой биотической энергии. Среднегодовая многолетняя трансформированная энергия в различных степных лесах составляет 3,0–27,8 тыс. ккал/га в год, с максимальными значениями в широкодолинных пойменных дубравах и ольшатниках, где на долю ужовых и черепах приходится до 95–99 % всей трансформированной энергии. Минимальное значение – в плакорных дубравах. Трансформируемая биотическая энергия пресмыкающихся в основном тратится на процессы дыхания 69,5–87,3 %. Четвертая–пятая часть энергии уходит в метаболический опад (17,8–27,1 %). На прирост продукции затрачивается лишь 1,1–4,7 %. Гетеротрофы первого трофического уровня в трансформации биотической энергии пресмыкающиеся составляют 15,2–75,2 %, второго трофического уровня – 20,8–67,4 %, третьего трофического уровня – 0,1–0,3 %. Роль пресмыкающихся в общем потоке всей энергии в степных лесах минимальна. Через них в различных степных лесах проходит всего лишь 0,0001–0,0006 % всей поступающей солнечной энергии и 0,005–0,040 % биотической энергии.
Роль в почвообразовательных процессах. Участие животных в почвообразовательных процессах осуществляется в основном в двух формах – внесения в почву органического «возврата» (метаболический опад) в виде экскреций и нарушения почвенного покрова роющей деятельностью. Учитывая то, что более чем в 70 % случаях пресмыкающиеся пользуются случайными убежищами – роющая роль их практически не играет роли. Нарушение почвенного покрова отмечается лишь в местах обитания ящериц и составляет от общей площади территории – 0,00002–0,00014 %. Даже при высоких качественных показателях изменения физико-химических свойств почв в местах роющей деятельности животных – общая эффективность практически является нулевой. Внесение в почву органических веществ более существенно. Ежегодно пресмыкающиеся вносят 3–35 кг/га сухого органического вещества, содержащего (в мг %) Р2О5 – 1,4–3,7; общего азота – 2,9–3,7; гидролизуемого азота – 1,3–1,7; К2О – 2,4–3,5. Поступление органического «возврата» способствует ускорению минерализационного процесса, увеличению количества редуцентной микрофлоры, повышению ферментативной активности и интенсификации почвенного дыхания.
Таким образом, пресмыкающиеся, несмотря на малочисленный состав осуществляют хотя и не значительную, но, вместе с другим высшими гетеротрофами, существенную роль в общем проявлении функций экосистем.
Zoocenosis — 2003
Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – С. 188-190.