Использование экологической структуры населения панцирных клещей для биоиндикации и почвенно-зоологического мониторинга в условиях Донбасса
УДК 595.423:574.34
А. Д. Штирц
Донецкий национальный университет, г. Донецк, Украина, E-mail: strelk@dongu.donetsk.ua
Ключевые слова: панцирные клещи, орибатиды, структура населения, биоиндикация, почвенно-зоологический мониторинг
USE OF ECOLOGICAL STRUCTURE OF THE POPULATION
OF oribatid mites FOR BIOINDICATION AND SOIL‑ZOOLOGICAL MONITORING uNder CONDITIONS OF DONBASS
A. D. Shtirtz
Donetsk National University, Donetsk, Ukraine, E-mail: strelk@dongu.donetsk.ua
Key words: Acariformes, Oribatei, population structure, bioindication, soil‑zoological monitoring
Панцирные клещи или орибатиды – одна из наиболее многочисленных групп клещей, представленная в фауне Украины более чем 700 видами. Среди почвенных свободноживущих сапрофагов панцирные клещи занимают одно из ведущих мест, обитая во всех типах почв и местами достигая численности в несколько сотен тысяч особей на 1 м2. Они распространены в гниющей древесине, растительных остатках, водорослях, мхах, лишайниках, древесно-кустарниковой растительности и т. п.
Практическое значение орибатид особенно велико в почвообразовательных процессах. Мигрируя в почве и перерабатывая растительный опад, орибатиды способствуют перемещению органических веществ вглубь почвы, обогащают гумусом, увеличивают аэрацию и влагопроницаемость почвы. Панцирные клещи имеют большое значение как промежуточные хозяева ленточных червей семейства Anoplocephalidae – паразитов диких и домашних животных, а также могут распространять возбудителей бактериальных и грибковых заболеваний, почвенных простейших и нематод. Известна также роль панцирных клещей в распространении микобактерий – возбудителей туберкулеза крупного рогатого скота, который не только обуславливает большие потери в животноводстве, но и представляет серьезную опасность для здоровья людей.
Высокая численность орибатид и легкость сбора материала для количественных учетов позволяют использовать орибатид в качестве модельного объекта почвенно-зоологических и экологических исследований. В условиях развития антропогенных ландшафтов орибатиды зачастую остаются «последним реликтом» исходного естественного населения почв и тем самым приобретают особое значение в индикационных исследованиях. Вместе с тем панцирные клещи составляют и пионерную группировку почвенных микроартропод, первыми заселяют рекультивированные шахтные терриконы, отвалы промышленного производства и т. п.
В последние годы панцирные клещи привлекают внимание как удобный объект биоиндикации антропогенных воздействий. Панцирных клещей используют, в частности, для биоиндикации степени загрязнения воздушной и почвенной среды в городах, в условиях антропогенной нагрузки, в том числе при воздействии выбросов заводов химического производства, азотных удобрений, нефтеперерабатывающих и калийных комбинатов, сельскохозяйственной деятельности. Так, с их помощью можно установить влияние ядохимикатов, минеральных и органических удобрений на почву; воздействие радиоактивного загрязнения – как одного из самых опасных видов антропогенного воздействия; характер и степень загрязнения почвы тяжелыми металлами. Практически все формы сельскохозяйственной деятельности человека (распашка, выпас скота, сенокошение и др.) оказывают четко регистрируемое влияние на население панцирных клещей. По мнению Д. А. Криволуцкого, орибатиды являются прекрасными (по удобству использования) биоиндикаторами антропогенного воздействия на окружающую среду, причем более показательными, чем другие почвенные животные.
На кафедре зоологии Донецкого национального университета проводятся многолетние исследования фауны и экологии панцирных клещей естественных и антропогенно трансформированных территорий Донбасса. Так, нами была подробно исследована биоценотическая структура и циклическая динамика населения панцирных клещей в условиях заповедных степей юго-востока Украины: в отделениях «Хомутовская степь» и «Каменные Могилы» Украинского степного природного заповедника и «Стрельцовская степь», «Провальская степь», «Придонцовская пойма» Луганского природного заповедника, которые использовались в качестве эталона, а также на антропогенно трансформированных территориях (пашни, пастбища, сенокосы, промышленные площадки и отвалы металлургических заводов, терриконы угольных шахт и т. п.).
В результате проведенных исследований установлено, что в условиях целинных степей Донбасса плотность населения орибатид варьирует в среднем от 10 до 40 тыс. экз./м2 в зависимости от характера биотопа. Видовое богатство панцирных клещей степных участков заповедных территорий Донецкой и Луганской областей варьирует от 53 до 116 видов. Для структуры доминирования орибатид целинных степей характерно большое количество доминирующих видов (эудоминанты + доминанты) с низким процентным соотношением и множество редких видов (рецеденты + субрецеденты). Здесь наблюдается значительное разнообразие морфо-экологических типов всех основных жизненных форм панцирных клещей.
Распределение панцирных клещей по почвенному профилю и миграционная активность различных жизненных форм изменяются на протяжении года. Наибольшей способностью к вертикальным миграциям обладают обитатели мелких почвенных скважин и неспециализированные формы. Глубокопочвенные формы и обитатели толщи подстилки не оказывают существенного влияния на характер суточных миграций панцирных клещей в верхних слоях почвы.
При исследовании структуры населения орибатид степных катен отмечено, что изменение общей численности панцирных клещей по профилю катены носит волнообразный характер. Максимумы и минимумы видового богатства обычно приходятся на те же позиции, что и численность. Для каждой позиции степной катены характерна определенная структура доминирования и соотношение жизненных форм.
Исследования различных антропогенных воздействий на структуру населения панцирных клещей показали негативный характер сельскохозяйственной деятельности, и в частности, сенокошения, на структуру населения панцирных клещей, изменяя ее в сторону увеличения ксерофильности комплексов орибатид и уменьшения их численности и видового разнообразия. Установлено, что видовой состав и плотность населения панцирных клещей агроценозов (пастбище, пашня) значительно отличаются от непосредственно примыкающих к ним целинных участков степи. Здесь наблюдается резкое уменьшение показателей численности и видового богатства, а также общего количества морфо-экологических типов орибатид, отмечено доминирование двух жизненных форм: обитателей мелких почвенных скважин и неспециализированных форм.
Установлено, что различные виды техногенных воздействий вызывают изменения в структуре населения панцирных клещей. При этом резко снижаются показатели численности и видового разнообразия, изменяется структура доминирования, характер распределения жизненных форм, значительно уменьшаются индексы видового разнообразия (Шеннона, Симпсона, Маргалефа и др.). Для техногенных экосистем в целом отмечена четкая тенденция увеличения доли доминирующих видов в сообществе, при одновременном снижении количества рецедентных и субрецедентных видов, а также уменьшение общего количества морфо-экологических типов орибатид и доминирование представителей неспециализированных форм.
При проведении почвенно-зоологического мониторинга для более точной биоиндикации степени антропогенного воздействия нами рекомендуется использовать весь комплекс основных экологических характеристик сообщества панцирных клещей: показатели численности и видового богатства, структуру доминирования и соотношение жизненных форм, индексы видового разнообразия и отдельные виды–индикаторы.
Zoocenosis — 2005
Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІІ Міжнародної наукової конференції. – Д.: Вид-во ДНУ, 2005. – С. 232-234.