Помощь студентам в учебе
Пространственное распределение мезофауны почв в подтаежных биоценозах окрестностей г. Красноярска
|
Введение 3
1. Обзор литературы 5
1.1 Характеристика почвы как среды обитания почвенных беспозвоночных
животных 5
1.2 Характеристика комплексов почвенных беспозвоночных 11
1.3 Роль педобионтов в почвенных процессах 15
2. Район исследования. Материалы и методы исследования 21
Список использованных источников 28
ПРИЛОЖЕНИЕ А-З
1. Обзор литературы 5
1.1 Характеристика почвы как среды обитания почвенных беспозвоночных
животных 5
1.2 Характеристика комплексов почвенных беспозвоночных 11
1.3 Роль педобионтов в почвенных процессах 15
2. Район исследования. Материалы и методы исследования 21
Список использованных источников 28
ПРИЛОЖЕНИЕ А-З
Животное население является важным компонентом почвенных сообществ. Это ресурс, определяющий направление почвообразовательного процесса, физические и химические свойства почв, темпы круговорота веществ, уровень почвенного плодородия (Гиляров,1965).
Деятельность педобионтов ускоряет гумификацию и минерализацию растительных остатков, изменяет реакцию почвы, повышает ее пористость, водо- и воздухопроницаемость. Почвенные животные углубляют гумусовый горизонт, перемешивают слои почв, создают водопрочную структура почвы. Благодаря высокому экологическому и видовому разнообразию, тесной связи с почвой, низкой миграционной активности, высокой чувствительности и достаточно быстрой реакции на изменение параметров среды, почвенные беспозвоночные являются информативным индикатором, характеризующим изменения окружающей среды (Чеснова, Стриганова, 1999).
Приуроченность почвенных беспозвоночных к конкретному биотопу делает их такими же важными индикаторами биотопических условий обследуемого участка, как и растительный покров. Диагностическая ценность животного компонента почвы в том, что он представляет собой самый чувствительный к внешним раздражителям почвенный механизм, обладающий быстрой и яркой показательностью ответных реакций (Мордкович, 1978).
Одной из наиболее многочисленных, разнообразных по числу видов, групп почвенных беспозвоночных является мезофауна. Она включает представителей нескольких типов, характеризуется многообразием жизненных форм и трофических групп. Мезобионты повсеместно распространены, не дублируются никакими другими группами организмов при деструкции растительных остатков в процессе гумификации (Стриганова, 1980), имеют биоиндикационная ценность (Гиляров, 1965). Родоначальник почвенной зоологии М.С.Гиляров (Гиляров, 1965), на ряде примеров показал, что почвенные беспозвоночные могут служить надежными индикаторами при определении типа почв. Особенно это важно в спорных случаях, когда точное определение типа почв затруднено. В частности, исследуя комплекс почвенных сапрофагов, он наглядно продемонстрировал различия между буроземами и серыми лесными почвами (Гиляров, Перель, 1970).
География почвенно-зоологических исследований в России охватывает большинство природных регионов. Фауну и почвенных беспозвоночных животных изучают в почвах разных зональных ландшафтов под естественной растительностью и в антропогенно измененных местообитаниях. Исследования педофауны в Красноярском крае носят локальный характер (Дмитриенко и др.1974; Дмитриенко,1983; Шугалей и др.,1984; Безкоровайная, 1994; 2005; 2009; Горлова, 2000, Краснощекова, 2009 и др.),
Цель работы: выявить особенности структурно-функциональной организации комплексов почвенных беспозвоночных в неоднородных экологических условиях.
Реализация поставленной цели складывалась из следующих задач:
1. Выявить сообщества почвенных беспозвоночных лиственных и хвойных древостоев.
2. Выделить доминирующие группы мезобиобия
3. Изучить сезонную изменчивость сообществ почвенных животных.
4. Определить влияние факторов среды на сообщества мезобионтов березняков и соснового древостоя
5. Охарактеризовать трофическую структуру педокомплексов
6. Оценить влияние сапрофагов на запасы и мощность подстилки.
Актуальность темы исследования обусловлена необходимостью изучения особенностей пространственного распределения почвенного мезонаселения в различных природных экосистемах. Анализ экологических факторов, определяющих изменение структуры почвенной биоты, позволяет понять особенности формирования сообществ беспозвоночных в разных типах древостоев. Данные о структурно-функциональной организации мезоэдафона могут быть использованы для мониторинга экологического состояния лесных экосистем и диагностики процессов, вызванных воздействием экзогенных факторов разного типа.
Деятельность педобионтов ускоряет гумификацию и минерализацию растительных остатков, изменяет реакцию почвы, повышает ее пористость, водо- и воздухопроницаемость. Почвенные животные углубляют гумусовый горизонт, перемешивают слои почв, создают водопрочную структура почвы. Благодаря высокому экологическому и видовому разнообразию, тесной связи с почвой, низкой миграционной активности, высокой чувствительности и достаточно быстрой реакции на изменение параметров среды, почвенные беспозвоночные являются информативным индикатором, характеризующим изменения окружающей среды (Чеснова, Стриганова, 1999).
Приуроченность почвенных беспозвоночных к конкретному биотопу делает их такими же важными индикаторами биотопических условий обследуемого участка, как и растительный покров. Диагностическая ценность животного компонента почвы в том, что он представляет собой самый чувствительный к внешним раздражителям почвенный механизм, обладающий быстрой и яркой показательностью ответных реакций (Мордкович, 1978).
Одной из наиболее многочисленных, разнообразных по числу видов, групп почвенных беспозвоночных является мезофауна. Она включает представителей нескольких типов, характеризуется многообразием жизненных форм и трофических групп. Мезобионты повсеместно распространены, не дублируются никакими другими группами организмов при деструкции растительных остатков в процессе гумификации (Стриганова, 1980), имеют биоиндикационная ценность (Гиляров, 1965). Родоначальник почвенной зоологии М.С.Гиляров (Гиляров, 1965), на ряде примеров показал, что почвенные беспозвоночные могут служить надежными индикаторами при определении типа почв. Особенно это важно в спорных случаях, когда точное определение типа почв затруднено. В частности, исследуя комплекс почвенных сапрофагов, он наглядно продемонстрировал различия между буроземами и серыми лесными почвами (Гиляров, Перель, 1970).
География почвенно-зоологических исследований в России охватывает большинство природных регионов. Фауну и почвенных беспозвоночных животных изучают в почвах разных зональных ландшафтов под естественной растительностью и в антропогенно измененных местообитаниях. Исследования педофауны в Красноярском крае носят локальный характер (Дмитриенко и др.1974; Дмитриенко,1983; Шугалей и др.,1984; Безкоровайная, 1994; 2005; 2009; Горлова, 2000, Краснощекова, 2009 и др.),
Цель работы: выявить особенности структурно-функциональной организации комплексов почвенных беспозвоночных в неоднородных экологических условиях.
Реализация поставленной цели складывалась из следующих задач:
1. Выявить сообщества почвенных беспозвоночных лиственных и хвойных древостоев.
2. Выделить доминирующие группы мезобиобия
3. Изучить сезонную изменчивость сообществ почвенных животных.
4. Определить влияние факторов среды на сообщества мезобионтов березняков и соснового древостоя
5. Охарактеризовать трофическую структуру педокомплексов
6. Оценить влияние сапрофагов на запасы и мощность подстилки.
Актуальность темы исследования обусловлена необходимостью изучения особенностей пространственного распределения почвенного мезонаселения в различных природных экосистемах. Анализ экологических факторов, определяющих изменение структуры почвенной биоты, позволяет понять особенности формирования сообществ беспозвоночных в разных типах древостоев. Данные о структурно-функциональной организации мезоэдафона могут быть использованы для мониторинга экологического состояния лесных экосистем и диагностики процессов, вызванных воздействием экзогенных факторов разного типа.
1. Педобионты изученных биотопов включает представителей двух типов (Annelid!, Arthropoda). Они относятся к четырем классам: Oligochaeta, Chilopoda, Insecta, Arachnida и 16 семействам.
2. Фауна каждого участка представлена 9 семействами. Степень сложности группировок обусловлена гетерогенностью стаций. Биоценологическое сходство сравниваемых местообитаний невелико (0,006¬0,168), что определяется численностью животных одних и тех же таксономических групп в разных местообитаниях.
3. Комплекс доминантов варьирует в зависимости от сезона и биотопа. В почве смешанного древостоя и сосняка в мае доминируют олигохеты, березняков - олигохеты и стафилинды. В июне повсеместно коротконадкрылые жуки преобладают над остальными представителями (26¬38% от общей численности), в березняке мелкотравном многочисленны в этот период и личинки щелкунов (20%), сосняке - геофилиды и жужелицы, березняке крупнотравном 27,5% приходится на долю олигохет. Осенью в большинстве местообитаний превалируют олигохеты (35,6-93%) и пауки.
4. Структура педокомплексов изменяется на протяжении сезона: она более разнообразна в середине лета и снижается осенью. Наибольшее обилие дождевых червей и энхитреид наблюдается весной и осенью, что связано как с гидротермическим режимом почвы, так и состоянием опада, прошедшего ферментативную обработку другими организмами.
5. Численность и разнообразие комплекса почвенных обитателей находится в зависимости от сезона (F=3,615, P=0,03293), биотопа (F= 4,034, P=0,01112) и гидротермического режима местообитания.
6. Мезобионты представлены тремя трофическими группами: фито-, зоо- и сапрофагами. В начале вегетативного сезона в березняках преобладают зоофаги, в смешанном древостое и сосняке - сапрофаги, в середине вегетационного периода повсеместно преобладают зоофаги, в конце сезона в березняке мелкотравном и сосняке - зоофаги, в смешанном и березняке крупнотравном - сапрофаги. Динамика сапрофагов коррелирует с динамикой запасов подстилки, это подтверждает коэффициент корреляции равный 0,62 при уровне значимости 0,05.
7. В результате жизнедеятельности сапрофагов происходит трансформация органического материала, снижаются запасы листьев в березняке мелкотравном в 1,79 раз, травянистых остатков - в 1,27 и 1,35 в смешанном древостое и березняке крупнотравном, соответственно. Толщина подстилки от мая к сентябрю снижается на 61,1% в сосняке и смешанном древостое, 23,8% в березняке мелкотравном.
2. Фауна каждого участка представлена 9 семействами. Степень сложности группировок обусловлена гетерогенностью стаций. Биоценологическое сходство сравниваемых местообитаний невелико (0,006¬0,168), что определяется численностью животных одних и тех же таксономических групп в разных местообитаниях.
3. Комплекс доминантов варьирует в зависимости от сезона и биотопа. В почве смешанного древостоя и сосняка в мае доминируют олигохеты, березняков - олигохеты и стафилинды. В июне повсеместно коротконадкрылые жуки преобладают над остальными представителями (26¬38% от общей численности), в березняке мелкотравном многочисленны в этот период и личинки щелкунов (20%), сосняке - геофилиды и жужелицы, березняке крупнотравном 27,5% приходится на долю олигохет. Осенью в большинстве местообитаний превалируют олигохеты (35,6-93%) и пауки.
4. Структура педокомплексов изменяется на протяжении сезона: она более разнообразна в середине лета и снижается осенью. Наибольшее обилие дождевых червей и энхитреид наблюдается весной и осенью, что связано как с гидротермическим режимом почвы, так и состоянием опада, прошедшего ферментативную обработку другими организмами.
5. Численность и разнообразие комплекса почвенных обитателей находится в зависимости от сезона (F=3,615, P=0,03293), биотопа (F= 4,034, P=0,01112) и гидротермического режима местообитания.
6. Мезобионты представлены тремя трофическими группами: фито-, зоо- и сапрофагами. В начале вегетативного сезона в березняках преобладают зоофаги, в смешанном древостое и сосняке - сапрофаги, в середине вегетационного периода повсеместно преобладают зоофаги, в конце сезона в березняке мелкотравном и сосняке - зоофаги, в смешанном и березняке крупнотравном - сапрофаги. Динамика сапрофагов коррелирует с динамикой запасов подстилки, это подтверждает коэффициент корреляции равный 0,62 при уровне значимости 0,05.
7. В результате жизнедеятельности сапрофагов происходит трансформация органического материала, снижаются запасы листьев в березняке мелкотравном в 1,79 раз, травянистых остатков - в 1,27 и 1,35 в смешанном древостое и березняке крупнотравном, соответственно. Толщина подстилки от мая к сентябрю снижается на 61,1% в сосняке и смешанном древостое, 23,8% в березняке мелкотравном.