Введение 3
1. Обзор литературы 5
1.1. Современная классификация почвенных беспозвоночных 5
1.2. Структурно-функциональная организация почвенных беспозвоночных 6
1.3. Влияние почвенных условий на численность и распределение макропедофауны 9
2. Природные условия района исследования 12
2.1. Климат 12
2.2. Рельеф 13
2.3. Почвообразующие породы 13
2.4. Гидрографическая сеть 14
2.5. Растительный покров 14
2.6. Почвообразовательные процессы 17
3. Объекты и методы исследования 20
4. Результаты и обсуждения 22
4.1. Морфологическое описание 22
4.2. Физико-химические свойства исследуемых почв 26
4.3. Растительный покров исследованных участков 29
4.4. Макропедофауна исследованных участков 31
Выводы 37
Список литературы 38
Приложения
Макропедобионты являются не только одним из важнейших компонентов наземных экосистем, но и регулятором почвообразования и других биогеохимических процессов, поэтому данные об их сообществах служат важным источником информации о структурно-функциональной организации биогеоценозов (Камаев И.О., Рыбалов Л.Б., 2010).
Несмотря на то, что почвенные беспозвоночные - значимый компонент наземных биогеоценозов, которые не только обитают в этой среде, но и создают ее как основу всей наземной экосистемы, выполняя функцию экосистемных инженеров, закономерности смены комплексов населения почвенной макрофауны в градиентах природных факторов среды, в частности в условиях Северо-Запада, практически не изучены. Хотя последнее является актуальным для изучения воздействия глобальных климатических изменений на экосистемы высоких широт (продвижение границы леса, динамика болотообразовательных процессов и др.) (Камаев И.О., 2012).
Разнообразие условий и типов биогеоценозов может быть следствием фрагментации рельефа, так как его неоднородность обуславливает перераспределение факторов, прежде всего, тепла и влаги, приводя к образованию экологических градиентов. В бореальной зоне формирование градиента увлажнения почв зачастую является следствием широкого распространения процессов заболачивания (Вомперский С.Э., 1994).
Все вышеизложенное определило цель работы - изучить структурно-функциональную организацию населения почвенной макрофауны в градиенте увлажнения Южной тайги Северо-Западного региона на примере Лисинского учебно-опытного лесхоза (полигон «Гришкино»).
Для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи:
- изучить и проанализировать морфологические и физико-химические свойства почв полигона «Гришкино»;
- изучить видовой состав и численность почвенной макрофауны;
- выявить особенности распределения макрофауны по трофическим группам;
- изучить ярусное распределение беспозвоночных в исследованных биотопах .
«Гришкино», как полигон для изучения свойств почв и процессов заболачивания, был исследован еще в 1967 г. Г.Ф. Копосовым и Б.В. Надеждиным. Исследования почвенного покрова и растительности на этой территории возобновлены сотрудниками ЦМП им. В.В. Докучаева в 2021 г., однако, нами впервые было проведено изучение макропедофауны полигона и ее связи с почвенными условиями. Полученные результаты могут служить как источником базы данных, так и основой для продолжения мониторинговых исследований.
1. Почвы полигона «Гришкино» закономерно сменяют друг друга в градиенте увеличения увлажнения от дерново-элювиально-метаморфических глееватых потечно-гумусовым среднесуглинистых на ленточных глинах к торфяно-глееземам потечно-гумусовым тяжелосуглинистым на ленточных глинах. Все физико-химические свойства исследованных почвы соответствуют их классификационному положению и отражают процессы, в которых почва существует длительное историческое время, ее генезис.
2. При изучении почвенного населения до вида был определено 33 вида ее представителей. Средняя плотность макрофауны «Гришкино» 54 экз./м2, при этом она меняется в градиенте увлажнения: для первого участка - 79 экз./м2, для второго - 28 экз./м2 и 56 экз./м2 для третьего соответственно. Низкую численность на участке 2 мы связываем с очень сухим вегетационным периодом 2021 года.
3. Сравнительный анализ трофической структуры макрофауны почв показал, что с увеличением увлажнения снижается плотность сапрофагов в структуре сообществ, в то время как группа зоофагов демонстрирует обратную тенденцию.
4. Смена почвенно-растительного покрова в пределах полигона в свою очередь влияет на численность и структуру почвенного населения. Одна из важнейших групп почвенных беспозвоночных - дождевые черви, встречаются только в почвах в наиболее богатом в представленном ряду фитоценозе. Оптимальные условия увлажнения и разнообразный растительный опад приводит к тому, что на участке 1 сосредоточение макрофауны происходит не только в подстилке, но и в гумусовом горизонте.
1. Menta С. Soil Fauna Diversity - Function, Soil Degradation, Biological Indices, Soil Restoration, Biodiversity Conservation and Utilization in a Diverse World, Dr. Gbolagade Akeem Lameed (Ed.), 2012, - С. 60-87.
2. Rode A.A. An Excursion to the Lisino Experimental forest of the Leningrad technical academy of forestry. Leningrad, 1930.
3. Апарин Б. Ф., Бабиков Б. В., Касаткина Г. А., Сухачева Е. Ю. Лисинское лесничество как уникальный полигон почвенно-экологического мониторинга // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева, 2016, №83. - С. 140-158.
4. Апарин Б.Ф., Бабиков Б.В., Касаткина Г.А. и др. Полигоны почвенно-экологического мониторинга лесных экосистем таежной зоны: учебное пособие для вузов - СПб.: Лань, 2022. - 140 с.
5. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1971. - 460 с.
6. Бабенко А.С., Булатова У.А., Нужных С.А. Методы учета почвенных беспозвоночных. Томск: Изд-во ТГУ, 2010. - 57 с.
7. Безкоровайная И. Н. Структурно-функциональная организация почвенных
беспозвоночных нарушенных лесных экосистем; Красноярск: Сибирский
федеральный университет, 2014. - 100 с.
8. Болдырева В. Э. К вопросу об определении гранулометрического состава почв с использованием метода лазерной дифракции / В. Э. Болдырева, О. С. Безуглова, И. В. Морозов // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, 2019, № 1(33), 2019. - С. 184-194.
9. Вомперский С.Э. Роль болот в круговороте углерода // Чтения памяти академика В.Н. Сукачева. XI Биогеоценотические особенности болот и их рациональное использование. М.: Наука, 1994. - 37 с.
10. Воробьева Л. А., Ладонин Д. В., Лопухина О. В., Рудакова Т. А., Кирюшин А. В. Химический анализ почв. Вопросы и ответы. М. 2011. - 186 с.
11. Гагарина Э.И. Литологический фактор почвообразования (на примере Северо- Запада Русской равнины). — СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2004. - 260 с.
12. Гиляров М. С. Зоологический метод диагностики почв. М.: Наука, 1965. - 276 с.
13. Гиляров М. С. Почему так много видов и так много особей может существовать в почве // Почвенная фауна Северной Европы: сб. науч. ст. М.: Наука, 1982. - С. 7-11.
14. Гиляров М. С., Криволуцкий Д. А. Жизнь в почве. - М.: Мол. гвардия, 1985. - 191 с.
15. Гиляров М.С. Почвенные беспозвоночные разрушители подстилки и пути повышения их полезной деятельности // Экология, 1970, №2. - С. 8-21.
16. Гонгальский, К. Б. Почвенные беспозвоночные как биоиндикаторы промышленного воздействия в лесных экосистемах Центра Европейской России : автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2004. - 20 с.
17. Добровольский Г.В., Бабьева И.П., Богатырев Л.Г. и др. Структурно¬
функциональная роль почв и почвенной биоты в биосфере / Отв. ред. Г.В. Добровольский. - М.: Наука, 2003. - 364 с.
18. Егоров А. А., Титов Ю. В. Флора Лисинского учебно-опытного лесхоза: Учебное пособие. СПб.: ЛТА, 1997. - 96 с.
19. Камаев И.О. Население почвенной мезофауны в экологических градиентах северной тайги Восточной Фенноскандии: автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2012. - 26 с.
20. Камаев И.О., Рыбалов Л.Б. Зоодиагностика состояния лесных биогеоценозов // Методические подходы к экологической оценке лесного покрова бассейна малой реки. М.: КМК, 2010. - С. 131-139.
21. Кауричев И.С. Почвоведение. - М.: Агропромиздат, 1989. - 719 с.
22. Качинский Н.А. Механический и микроагрегатный состав почв и методы их изучения. М., 1958. - 192 с.
23. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. - 343 с.
24. Копосов Г.Ф., Надеждин Б.В. Физические свойства и некоторые особенности водного режима подзолисто-глеевых почв на ленточных глинах в Лисинском учебно-опытном лесхозе. Л., 1967. - 33 с.
25. Крайер К.Г., Банкина Т.А, Орлова Н.Е., Юрьева Г.М. Практикум по агрохимическому анализу почв: Учеб. пособие. — 3-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2005. - 88 с.
26. Матинян Н.Н. Ленточные глины озерно-ледниковых равнин Северо-Запада // Грунтоведение, 2015, №1(6). - С. 22-35.
27. Пестряков В.К. Почвы Ленинградской области. Л: Лениздат, 1973, 344 с.
28. Растворова О.Г., Андреева Д.П., Гагарина Э.И., Касаткина Г.А., Федорова Н.Н. Химический анализ почв: Учеб. Пособие. - Спб.: Изд-во С.-Петербурского ун-та, 1995. - 264 с.
29. Розанов Б.Г. Морфология почв: Учебник для высшей школы. М.: Академический Проспект, 2004. - 432 с.
30. Селиховкин А.В. Б. В. Бабиков и др. Лисино. 200 лет служения лесам России / отв. ред. А. В. Селиховкин. - СПб.:СПбГЛТА, 2009. - 222 с.
31. Симакова М.С., Топкопогова В.Д. Почвообразовательные процессы. - М.:
Почвенный ин-ст В.В Докучаева, 2006. - 510 с.
32. Стриганова Б. Р. Питание почвенных сапрофагов. - М.: Наука, 1980. - 244 с.
33. Тимофеев, А. И., Савицкая С. Н. Почвообразующие породы Лисинского учебно-опытного лесхоза и их влияние на почвообразование // Актуальные проблемы лесного комплекса. - 2009, № 22. - С. 139-146.
34. Юдина А.В. Лазерная дифрактометрия в почвоведении: методические аспекты и диагностическое значение: автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2018. - 24 с.