Структурно-функциональная организация сообществ членистоногих полезащитных полос в условиях лесостепной зоны
УДК 595.7:581.524
Н. В. Бусарова
Арзамасский государственный педагогический институт им. А. П. Гайдара,
Арзамас, Российская Федерация, natwik@rambler.ru
STRUCTURE-FUNCTIONAL ORGANIZATION OF ARTHROPOD COMMUNITIES IN FIELD- PROTECTIVE FORESTATIONS
UNDER CONDITIONS OF A FOREST-STEPPE ZONE
N. V. Busarova
A. P. Gaidar State Pedagogical Institute , Arzamas, Russia, natwik@rambler.ru
В последние годы наблюдается резкое возрастание интереса к изучению биологического разнообразия и оценке биоресурсов, что в условиях усиливающегося антропогенного пресса на биоценозы является актуальной проблемой. В этих условиях интересны исследования, связанные с изучением биоразнообразия искусственных экосистем, которые способствуют выявлению основных этапов их формирования и развития во временном и пространственном аспектах. Среди них полезащитные полосы рассматриваются как своеобразные экосистемы, которые занимают значительные по площади безлесные пространства лесостепной и степной зон России. С их созданием, резко усиливается процесс экологической интеграции и дифференциации ландшафтов, формируются специфичные экотоны. По мнению ряда авторов, они оптимизируют структуру агроландшафтов, позволяют создавать условия для длительного поддержания экологического баланса и служат часто единственными экологическими нишами для многих позвоночных и беспозвоночных животных, тем самым являясь важным элементом для сохранения биоразнообразия (Чегодаева, 2003).
Изучение динамики таких экосистем невозможно без выработки объективных критериев, по которым можно судить о степени экологического воздействия на их структуру. Одним из чувствительных индикаторов состояния среды являются членистоногие, постоянные компоненты любого сообщества. Материалом для настоящей работы послужили сборы членистоногих в 2001–2003 гг. на 16 участках в 4 административных районах, расположенных на юге Нижегородской области в пределах Приволжской провинции восточно-европейской лесостепной зоны. Учеты проводились в полезащитных полосах различной конструкции, рядности и возраста, а также на расстоянии 100 м от лесополосы в межполосных пространствах (разнотравно-злаковые луга, различные агроценозы). Собирали и фиксировали членистоногих по общепринятым методикам.
В результате исследований выявлено 564 вида насекомых и паукообразных из 413 родов, относящихся к 13 отрядам 128 семейств. Наибольшее число видов отмечено среди представителей отряда двукрылых, жесткокрылых, перепончатокрылых и полужесткокрылых. По числу семейств доминируют отряды двукрылых, перепончатокрылых, жесткокрылых и пауки. Анализ пищевых связей показал, что основу их создают фитофаги. Хищники, паразиты, сапрофаги и мицетофаги значительно уступают им по численности в сообществах членистоногих.
Основополагающим моментом для оценки структуры сообществ членистоногих обследованных нами участков было положение о первичной, вторичной и третичной структурах, предложенное Ю. П. Мухиным (1999, 2002). Для анализа сложного по структуре лесоаграрного ландшафта использовали дифференцированный подход, предполагающий изучение видовых сообществ лесополосы и межполосного пространства. Все исследованные участки условно поделены на группы: лесополосы из лиственных пород (березовые, дубовая, кленовая и тополиная), хвойных (сосновая, сосново-еловая) и смешанные.
Изучение распределения различных групп членистоногих лесополос показало, что представители почти всех отрядов (исключая прямокрылых и сенокосцев) в максимальном числе встречались в лесополосах. К числу обитателей в лесных насаждениях относятся виды, связанные с древесно-кустарниковой растительностью, а также лесные формы, предпочитающие травянистые растения (среди них представители семейств Cerambycidae, Curculionidae, Cixiidae, Membracidae, Nabidae, Pentatomidae, Miridae, Tomisidae, Panorpidae и др.). Кроме того, в лесополосах концентрировались виды открытых пространств (Rhagonycha fulva Scopoli, 1763, Lema cyanella Linnaeus, 1758, Aphrodes histrionicus Fabricius, 1794 и др.), а также виды, привлекаемые экологическими условиями лесополосы (Leptopterna dolobrata Linnaeus,1758, Aelia acuminata Linnaeus, 1775, Eurydema oleracea Linnaeus, 1758, Notostira erratica Linnaeus, 1758, Lygus pratensis Linnaeus, 1758, виды рода Adelphocoris и др.), и временно мигрировавшие с прилегающего агроценоза, среди которых немало вредителей сельскохозяйственных культур.
При сопоставлении качественного и количественного состава членистоногих лесополос и межполосных пространств установлено, что некоторые виды (например Propylea quatuordecimpunctata Linnaeus, 1758, Coccinella septempunctata Linnaeus, 1758, Lagria hirta Linnaeus, 1758 и др.), отмеченные чаще в пределах лесополос на одних участках, на других больше концентрируется в межполосных пространствах. Часть представителей лесных насаждений вообще не выходила за их пределы. Преобладающий характер фауны в лесополосах и межполосных пространствах мезофильный. Благодаря разнообразию трофических связей видов образуется множество структурно-функциональных модификаций сообществ.
В сообществах членистоногих лесополос преобладающими структурами являются бездоминантные, несбалансированные, промежуточного типа с высокой численностью фитофагов. Именно структурам данного типа принадлежит опорная роль в большинстве сообществ полезащитных полос лесостепной зоны Нижегородской области.
Анализ фауны межполосных пространств показал, что по количеству видов они уступают полезащитным посадкам. Однако обратная картина наблюдалась в хвойных насаждениях, сомкнутость крон которых в верхнем ярусе создает неблагоприятные условия освещенности для роста травянистой растительности в лесополосе, а вместе с тем и для существования многих видов членистоногих. Подобная ситуация наблюдается и в березовых насаждениях: на трех участках (возраст 6–8 и 50 лет), что, вероятно, связано с возрастными особенностями посадок.
Чаще всего среди обитателей межполосных полей были отмечены представители полужесткокрылых, жесткокрылых, жалящих перепончатокрылых, среди которых в основном преобладали полифаги, предпочитающие умеренно-увлажненные местообитания, а также вредители культурных растений. Лесные формы и типичные дендробионты представлены единичными видами.
Рассмотрев, распределение различных групп членистоногих в пределах межполосных пространств мы выяснили, что видовой состав полей занятых корнеклубненосными и крупяными культурами, разнотравно-злаковыми и бобовыми травами в основном отличаются между собой, что связано с трофической приуроченностью многих видов к определенным растениям. В лесополосах индекс Шеннона варьировал в пределах 2,15–4,37. Наибольшим видовым разнообразием отличились смешанная лесополоса, тополиная, кленовая и березовая (возрастом 35 лет). В межполосных пространствах индекс Шеннона колебался в пределах 1,99–3,34. Для большинства исследованных межполосных пространств характерны относительно низкие показатели разнообразия и выровненности, высокий индекс доминирования. В основном такая картина наблюдалась на пшеничном, овсяном и картофельном полях. На полях, занятых многолетними травами, индексы разнообразия были сравнительно выше, чем в культурных агроценозах.
Наиболее сходными между собой по видовому составу оказались кленовая лесополоса и пшеничный агроценоз (0,36), березовая лесополоса и поле многолетних бобовых трав (0,30). Взаимопроникновение фаун связано с рядом причин: расширением кормовой базы, снижением конкуренции видов, приуроченностью определенных стадий развития, дополнительным укрытием от хищников. Наименьшее сходство (0,04–0,09) отмечено для дубовой, березовой лесополос и картофельного агроценоза, где трофически связанные с кормовым растением виды, вероятно, не проникают в лесополосы.
Следовательно, фауна лесополос не является полностью самостоятельным и изолированным компонентом лесоаграрного ландшафта. Наряду с собственными элементами, в ней всегда имеются виды, мигрировавшие сюда с полей и нередко составляющие основу обменных процессов переноса вещества и энергии на данном уровне ландшафта.
Результаты кластеризации таксономического сходства сообществ членистоногих лесополос показали значительные различия на обследованных участках, что связано по нашему мнению с различным составом древесных пород, структурой насаждения, а также возрастом, близостью источников заселения. Кроме того, оказывают влияние близлежащие агроценозы со специфическим набором видов.
Следовательно, формирование разнообразия сообществ членистоногих лесополос осуществляется двумя путями: эволюционным, который предполагает становление сообществ в течение длительного времени в соответствии с возрастными этапами лесопосадки, что является характерной чертой большинства сукцессионных серий и экологическим, который определяется спецификой условий существования на относительно коротких временных интервалах.
Zoocenosis — 2007
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали ІV Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2007. – С. 242-244.