Анализ размерной структуры популяций дождевых червей г. Днепропетровск
УДК 631.4:634.9+631.4:574
О. Н. Кунах
Днепропетровский национальный университет, Днепропетровск, Украина,
olga-kunakh@rambler.ru
ANALYSIS OF THE SIZE STRUCTURE OF EARTHWORM POPULATIONS IN DNIPROPETROVSK
O. N. Kunakh
Dnipropetrovsk National University, Dnipropetrovsk, Ukraine, olga-kunakh@rambler.ru
На урбанизированных территориях, где действует сложный комплекс факторов естественного и техногенного характера, особенно важными для жизнедеятельности почвообитающих животных являются экранирующие свойства почвы. Именно эти ее свойства позволяют сообществам почвенных животных сохранять свои функциональные особенности и разнообразие. В городской среде можно выделить территории с высокой интенсивностью действия токсических факторов и участки, на которых формируются относительно благоприятные условия. К числу первых можно отнести территории промышленных предприятий и прилегающие к ним зоны. К числу вторых – парковые территории.
Дождевые черви являются важным компонентом животного населения почв. Эти беспозвоночные принимают активное участие в процессах почвообразования. В условиях загрязнения почвенного покрова дождевые черви способствуют активизации процессов очищения почвы. Функциональные свойства сообществ дождевых червей непосредственно зависят от общей биомассы сообщества животных и распределения биомассы отдельных особей по размерным классам. Аллометрические зависимости между физиологической активностью животных и их биомассой делают необходимым рассмотрение размерной структуры популяций для полной оценки вклада комплекса дождевых червей в функционирование экосистемы. В таком контексте становится очевидна взаимосвязь между популяционной динамикой дождевых червей и их функциональной активностью.
В почвах г. Днепропетровск нами обнаружено 5 видов дождевых червей: Aporrectodea calliginosa, A. rosea, Dendrobaena octaedra, Octolasion lacteum, Lumbricus rubellus. D. octaedra является подстилочной формой и встречается только под пологом лесной растительности, поэтому в условиях городской среды достаточно редок. Его можно обнаружить в парковых насаждениях. O. lacteum является гигромезофильным кальцефилом. Был обнаружен нами в парке им. Ю. Гагарина. L. rubellus является гигрофилом. Благоприятные условия для существования этого вида формируются в локальных местообитаниях городской среды как в пределах парковых насаждений, так и вблизи промышленных предприятий. Однако, поскольку протяженность этих местообитаний ограниченна, L. rubellus следует признать редким в городских условиях. Наиболее часто в почвах г. Днепропетровск встречаются два собственно-почвенных вида дождевых червей – A. calliginosa и A. rosea.
Размерная структура популяций этих почвенных животных претерпевает сезонную динамику, а также изменяется под воздействием комплекса факторов, которые дополнительно воздействуют на живые организмы в зоне загрязнения.
Размерная структура популяций дождевых червей может быть описана известными статистическими показателями – среднее, минимальное и максимальное значение, стандартное отклонение, асимметрия и эксцесс. Средняя биомасса особей дождевого червя A. calliginosa в июле 2005 г. составляет 0,49 и 0,46 г в чистой и грязной зоне соответственно. Эти различия не являются достоверными (F = 0,097, p = 0,76), однако в условиях загрязнения наблюдается снижение веса животных. Эта тенденция достигает статистически достоверного уровня осенью 2005 г., когда средняя биомасса особей чистой зоны составляет 0,44 г, а грязной – 0,34 г (F = 5,366, p = 0,022). Весной 2006 г. статистическая достоверность исследуемых различий сохраняется (F = 14,729, p < 0,001). При этом средняя биомасса особей парковой зоны составляет 0,72 г, а промышленной – 0,59 г.
Существенную долю в популяции дождевого червя A. r. rosea чистого участка в июле 2005 г. составляют ювенильные формы. Средняя биомасса особей здесь составляет 0,11 г, в то время как средняя биомасса особей промышленной зоны достигает 0,22 г. Отмеченное снижение средней биомассы животных чистой зоны является статистически достоверным (F = 4,69, p = 0,035) в сравнении с зоной загрязнения. В октябре 2005 г. различия веса особей из популяций данного вида чистой и грязной зон не достоверны (F = 0,028, p = 0,87), а значения средней биомассы составляют 0,59 и 0,56 г соответственно. В апреле 2006 г. средний вес особей A. r. rosea популяции чистой зоны достоверно ниже, чем в условиях загрязнения, и составляет 0,28 и 0,46 г соответственно (F = 151,45, p < 0,001).
Описание структуры популяции с помощью статистических характеристик весьма наглядно и отчасти позволяет понять некоторые причины динамики популяционной структуры. Некоторые статистические параметры могут быть интерпретированы с точки зрения экологии. Например, средний вес особей тесным образом связан с биомассой популяции и, таким образом, воздействует на ряд функциональных аспектов популяции в экосистеме.
Размерная структура популяции формируется под воздействием важных экологических процессов. Этими процессами являются рождаемость, смертность, эмиграция, иммиграция, интенсивность роста особей в популяции, соотношение трат энергии на рост и репродукцию. Размерная структура является отражением этих процессов и несет в себе в интегральной форме информацию о них. Под интегральной формой понимается тот факт, что действие указанных факторов суммируется и проявляется в виде конечной структуры, которую мы можем фиксировать в данный момент времени и рассматривать в пространственной и временной динамике. Поэтому важным является вопрос о характеристике каждого из популяционных процессов на основании анализа размерной структуры популяции. Для решения этого вопроса может быть предложено применение аппарата теории нейтральности, которая возникла изначально в популяционной генетике, а в последствии была адаптирована к экологии сообществ. Теория нейтральности может быть эффективно применена для описания динамики сообществ почвенных животных в условиях антропогенного воздействия.
Теория нейтрального разнообразия при определенном упрощении рассмотрения процессов рождаемости, смертности, иммиграции и эмиграции позволяет получить достаточно простые способы описания численности видов в сообществе.
Описание размерной структуры популяции с помощью средств теории нейтральности позволяет содержательно интерпретировать процессы, происходящие в популяции и в интегральном виде отражающиеся в распределении размерных классов. Основными процессами, которые влияют на размерную структуру популяции дождевых червей, являются: рождаемость и смертность, активность процессов ассимиляции и диссимиляции, распределение ассимилированной энергии на рост и репродукцию, а также эмиграция и иммиграция.
Zoocenosis — 2007
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали ІV Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2007. – С. 204-206.