Введение 4
1 Обзор литературы 6
1.1 Воздействие рекреации на лесные экосистемы 6
1.1.1 Растительность в условиях рекреационных нагрузок 6
1.1.2 Изменение характеристик почвы и подстилки 10
1.1.3 Реакция беспозвоночных на рекреационные изменения 12
1.2 Характеристика почвенно-подстилочных беспозвоночных и среды их обитания 13
1.2.1 Почва и подстилка как среда обитания 13
1.2.2 Педобионты как фактор биологической устойчивости 15
2 Район исследования. Материалы и методы 19
2. 1 Район исследования 19
2. 2 Объект исследования 23
2. 3 Методы исследования 23
3 Результаты и их обсуждение
3.1 Изменение подстилки в зависимости от степени рекреационного
воздействия
3. 2 Изменение комплекса почвенно-подстилочных беспозвоночных в зависимости от степени рекреационного воздействия 27
Выводы 29
Список использованных источников: 32
ПРИЛОЖЕНИЕ А, Б 38
Рекреация - один из основных факторов, негативно влияющих на городские лесные экосистемы [22]. Даже при ограниченном числе рекреантов наблюдается постепенное прогрессирующее изменение различных компонентов лесных экосистем поэтому для предотвращения деградации сообществ необходима оценка их состояния.
Педобионты являются одной из самых распространенных групп животных и чутко реагируют на изменение средообразующих функций леса. Угроза деградации лесных насаждений и эффективность использования почвенно-подстилочных беспозвоночных как индикатора биологической устойчивости обусловливают актуальность изучения влияния рекреации на городские лесные экосистемы посредством исследования структуры населения педобионтов и характеристики их среды обитания. Кроме того почвенные животные тесно связаны с гидротермическими условиями почвы. Структура комплекса почвенных беспозвоночных отражает особенности почвообразования и определяет первичную продукцию [19], т.к. за механическое разрушение растительности отвечают почвенно-подстилочные животные, темпы деструкции определяются обилием животного населения [45]. Лесная подстилка является связующим звеном между почвой и растительностью, а также источником пищи сапрофагов; детрит наземных систем выполняет биогеохимические функции [38, 43]. Подстилка создает благоприятные условия для живых организмов, изменения в ней влечет за собой и изменение сообществ животных [47, 49].
Цель работы - оценить влияние рекреационной нагрузки на почвенно- подстилочный слой и обитающих в нем беспозвоночных животных.
Для реализации поставленной цели сформулированы следующие задачи:
1. Проанализировать трансформацию органогенного горизонта подстилок при рекреационных нарушениях разной степени.
2. Выявить взаимосвязь показателей подстилки и почвенных условий, определить влияние различных факторов на запасы напочвенного покрова.
3. Охарактеризовать обилие и разнообразие беспозвоночных при наличии рекреационных нагрузок, рассмотреть сезонную динамику.
4. Провести сравнительный анализ группировок педобионтов в рекреационных лесах.
5. Рассмотреть зависимость обилия сообществ мезопедобионтов от факторов среды.
1. Под действием рекреации уменьшается количество фракций подстилки, общие ее запасы в июне сокращаются в 11 раз, а в июле - в 70 раз. Мощность лесной подстилки при удалении от троп возрастает в 30-40 раз независимо от сезона.
Между запасами и мощностью подстилки наблюдается сильная статистическая взаимосвязь, r в среднем равен 0,9. Масса напочвенного покрова положительно коррелирует с влажностью почвы (в среднем r=0,69 - значительная связь) и отрицательно с температурой почвы (в среднем r= - 0,79 - сильная связь). Мощность также связана с влажностью и температурой почвы, однако степень связи уменьшается: коэффициенты корреляции в среднем равны 0,49 и 0,73 соответственно.
2. Установлено влияние положения относительно тропы и типа леса и тропы на изменения запасов подстилки, p<<0,05.
Масса подстилки увеличивается от березняка к сосновому древостою и изменяется при удалении от тропы. Тип тропы влияет на запасы подстилки неоднозначно: она увеличивается в выборках с широкой тропой без искусственного покрытия и уменьшается - с узкой и асфальтированной. Масса напочвенного покрова положительно коррелирует с влажностью почвы (в среднем r=0,69 - значительная связь) и отрицательно с температурой почвы (в среднем r= -0,79 - сильная связь).
3. Почвенные беспозвоночные населяют участки антропогенно ненарушенные и отсутствуют на тропах. Мезофауна представлена животными трех типов: Annelida, Arthropoda, Mollusca. Биоразнообразие незначительно возрастает в июле зависимо от типа тропы в большинстве древостоях (в июне отмечено 40 семейств, в июле - 43). Индекс Шеннона варьирует от 0,82 до 2,58 в июне и от 1,58 до 2,86 в июле. Выравненность и вероятность межвидовых встреч довольно высоки (кроме березняка с асфальтированной тропой): индекс Пиелу в июне составляет от 0,71 до 0,93, в июле - от 0,73 до 0,96. Индексы биоразнообразия в древостое с асфальтированной тропой минимальны. Здесь зарегистрированы более низкие значения индекса выравненное™ (0,51 и 0,63). Искусственное покрытие способствовало восстановлению численности и разнообразия беспозвоночных вблизи тропы.
4. В большинстве случаев в июне на менее подверженных рекреации участках сообщества педобионтов разных типов леса не имеют сходства, в июле же сходство регистрируется. В пределах одного и того же типа леса на разных удалениях от троп зарегистрировано сходство сообществ почвенной мезофауны. Наибольшая степень сходства отмечается в смешанном древостое, а наименьшая - в сосновом. Количественное сходство сообществ беспозвоночных животных уменьшается при большем удалении от троп.
5. Группа доминирующих семейств мезофауны варьирует. В июне в березняке и смешанном древостое с широкими тропами она включает кольчатых червей (Enchytraeidae, Lumbricidae), моллюсок семейства Valloniidae, муравьев, Psocidae из отряда сеноедов Psocoptera. В сосняке - муравьев и щелкунов (Elateridae), на участке с асфальтированной тропой - муравьев и жужелиц (Carabidae). Существенных изменений в доминирующем комплексе в июле не зафиксировано.
При приближении к тропам уменьшается численность малоподвижных животных (личинки щелкунов, дождевые черви, энхитреиды, моллюски) и увеличивается количество более активных (муравьи, жужелицы).
6. Температура и влажность оказывают комплексное влияние на численность педобионтов, однако значимой связи между обилием беспозвоночных и температурой не обнаружено. Корреляция с влажностью средней силы (r=0,50). При нормальных гидротермальных условиях более значимыми оказались мощность и масса напочвенного покрова. Корреляция с мощностью подстилки высокая (r=0,63 в июне и r=0,91 в июле), с запасами - средняя взаимосвязь (r=0,57).
7. По степени рекреационного воздействия исследованные древостои можно расположить в следующей последовательности: березняк с асфальтированной тропой >сосновый лес с широкой тропой > березняк с узкой тропой > смешанный древостой с широкой тропой > березняк с широкой тропой.
