CC BY
45
Нагуманова Н.Г.
Оренбургский государственный педагогический университет
ВЛИЯНИЕ ГИДРОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПОЧВЫ НА КОМПЛЕКСЫ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ БУЗУЛУКСКОГО БОРА
Одним из экологических факторов, определяющих плотность, структуру, трофические связи и деятельность почвенных беспозвоночных, является гидротермический режим почвы. Педобионты представляют собой чуткие показатели того общего режима температуры и влажности, который складывается в почве [4]. Тесная зависимость комплексов почвенных беспозвоночных от термического и водного режимов четко проявляется при изучении зональных закономерностей изменения структуры почвенного населения [1, 2, 9, 10, 12]. Исследования, связанные с изучением влияния на комплексы беспозвоночных микроклиматических условий почвы, складывающиеся под пологом растительности разного типа, но сформированного в одинаковых эдафо-климатических условиях, указывают на первостепенную роль растительности в формировании экологической обстановки в биогеоценозах.
Цель данного исследования - изучить влияние гидротермических условий почвы на формирование педокомплексов беспозвоночных под лесными культурами в условиях Южного Урала.
Исследования проводились в различных биотопах Бузулукского бора, расположенного в лесостепной зоне Оренбургской области. Это преимущественно лишайниковые и мшистые сосняки, сложные боры - сосняки с ярусом из дуба, липы и припойменный травяной сосняк. За период произрастания лесных культур под каждой из них сформировались специфический напочвенный покров и лесная подстилка, различающаяся по толщине и составу, и по степени увлажнения. Под дубом, липой, осиной и березой отмечаются наибольшие запасы травянистого яруса при относительно невысокой изменчивости. В культурах сосны - угнетение и неравномерное распределение травянистой растительности, и образование мертвого покрова из опада хвои. Минимальная мощность подстилки отмечена в лиственных культурах (0,5-2 см), в хвойных насаждениях (сосна) мощность подстилки составляет 3-5 см.
Для выяснения состава населения почв изучаемых биоценозов применялись стандартные
почвенно-зоологические методы исследований: почвенные раскопки [5]; почвенные ловушки Барбера. Кроме того, проводили качественные фаунистические сборы прикопками. Одновременно отбирались образцы почв на влажность и рН среды. Исследуемые горизонты - подстилка, 0-10, 10-20, 20-30 см почвы, что обусловлено максимальной плотностью почвенного населения в этой толще.
Неодинаковая структура, пространственная плотность и величина надземной фитомассы насаждений, а также степень развития напочвенного покрова и мощность лесной подстилки обусловили различия в величине напочвенных осадков и теплового потока в почву [1]. Наибольшие влагозапасы характерны для лиственных насаждений.
Формирование специфической экологической обстановки отражается на комплексах почвенных беспозвоночных. Максимальная плотность крупных педобионтов отмечена в культурах березы, липы, осины, дуба -190-225 экз/м2, минимальные - в культурах сосны - (116-133 экз/м2). Сосновые биотопы характеризовались большой сухостью, уменьшением видового состава и численностью; исчезли гигрофильные виды и крупные хищники [7, 8]. Видовой состав p. Calathus увеличивался.
Среди доминантов во всех биотопах выделены кольчатые черви, личинки двукрылых, личинки и имаго жесткокрылых.
Комплексы беспозвоночных под всеми культурами представлены подстилочно- почвенными и собственно почвенными формами. До 90% они сосредоточены в акумулятив-ном горизонте почвы (0-10 см). Во всех биотопах в начале вегетативного периода для подстилки и слоя 20-30 см характерна низкая плотность позвоночных (5-10% от общей плотности).
Анализ трофической структуры педобион-тов показал, что в лиственных биотопах сапрофаги составляют 62%, в сосняках - 41%; фитофаги - 45% в культурах сосны, в остальных -17- 32%; зоофаги- 29% - в хвойных, в остальных - 9-14%.
Динамика гидротермических параметров в комплексе с другими факторами определяют сезонные изменения трофической структуры педобионтов. У почвенных сапрофагов и многих зоофагов периоды активности связаны с сезонами наиболее благоприятного сочетания тепла и влаги в почве - весной и осенью [1, 6, 8, 11]. Активность фитофагов нарастает по мере развития растительности, пик их плотности приходится на июль. В каждом биотопе отмечены 2 аспекта активности. Весенний аспект характерен для всех вариантов леса, летне-весенний - для широколиственных биотопов; осенний - для березового биотопа и сосняков.
Исследования показали, что весеннее прогревание почвы, а также поступление растительных остатков в минеральные слои с помощью почвенной биоты приводит к смещению в глубь почвы зоны активности сапрофагов (Lumbricidae, Díptera). Так, в мае в слое почвы 10-30 см их доля составила 40-50% общей плотности, в июле -70-100%. В летний период начинается миграция вниз по профилю и фитофагов (Elateridae, Curculionidae) и др. Для зоофагов характерна обратная тенденция, причем увеличение численности педобионтов в подстилке сосняков происходит за счет подвижных форм хищников Staphylinidae и отдельных экземпляров Carabidae. Снижение в августе температуры верхних слоев почвы и поступление свежего органического материала приводят к увеличению численности беспозвоночных в подстилке и верхнем аккумулятивном горизонте почвы, где значительную долю в тро-
фической структуре составляют сапрофаги (5075%). Наблюдается перемещение зоофагов в глубь почвы, связанное с подготовкой животных к холодному периоду. Способность педо-бионтов мигрировать по почвенному профилю является одной из важнейших адаптаций животных к обитанию в почве [3] и обеспечивает беспозвоночным постоянное пребывание в более благоприятных условиях температуры и влажности, при которых они могут активно функционировать в течение всего вегетационного периода.
Таким образом, влияние гидротермических параметров почвы на формирование комплексов беспозвоночных под лесными культурами проявляется опосредованно через фитоценоти-ческие особенности каждого биотопа (сомкнутость крон, запасы травянистого яруса и подстилки и др.).
Существование вертикального градиента температуры и запасов влаги в почве наряду с таким фактором, как концентрация органического вещества, обусловливают вертикальное размещение почвенных животных.
Сезонные колебания гидротермических параметров почвы определяют как сезонные вертикальные миграции педобионтов, так и динамику соотношения трофических групп в течение вегетационного периода.
Среди гидротермических параметров влияние температурного фактора на формирование комплексов крупных беспозвоночных в лесных культурах является наиболее существенным.
Список использованной литературы:
1. Безкоровайная И.Н., Яшихин Г.И. Влияние гидротермических условий почвы на комплексы беспозвоночных в хвойных и лиственных культурах // Экология. 2003. №1. С.56-62.
2. Бызова Ю.Б. Температурные условия обитания и интенсивности газообмена почвенных беспозвоночных // Адаптация почвенных животных к условиям среды. М.: Наука, 1977. С.3-44.
3. Гиляров М.С. Осорбенности почвы как среды обитания и ее значение в эволюции насекомых. М.-Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1949. 277 с.
4. Гиляров М.С. Зоологический метод диагностики почв. М.: Наука, 1965. 276 с.
5. Гиляров М.С. Учет крупных почвенных беспозвоночных // Методы почвенно-зоологических исследований. М.: Наука, 1975. С. 12-29.
6. Курчева Г.Ф. Роль почвенных животных в разложении и гумификации растительных остатков. М.: Наука, 1971. 154 с.
7. Нагуманова Н.Г. Животное население эталонных почв Южного Урала. М.: Прометей, МПГУ, 2002. 227 с.
8. Нагуманова Н.Г. Почвенная мезофауна сосновых биогеоценозов Предуралья // Вестник ОГПУ. Оренбург. 2005. №°2 (40). С.13-23.
9. Рыбалов Л.Б. Зонально-ландшафтная смена населения почвенных беспозвоночных в приенисейском районе средней Сибири и роль температурных адаптаций в меридиональном (зональном) распределении беспозвоночных //Русский энтомологический журнал. М., 2002. Т.11. Вып.1. С. 77-86.
10. Соколов В.Е., Стриганова Б.Р. Изучение разнообразия животного населения в зональных климатических градиентах с использованием трансектного метода // Изв. РАН. Сер. биол. 1998. №4. С. 422-427.
11. Стриганова Б.Р. Питание почвенных сапрофагов. М.: Наука, 1980. 243 с.
12. Чернов Ю.И. Почвенные беспозвоночные в составе сообществ умеренного пояса // Ресурсы биосферы. Л.: Наука, 1975. Вып. 1. С. 218-240.
