Оценка люмбрикофауны на границе средней и северной тайги (Печоро-Илычский заповедник, Республика Коми)
,
старший преподаватель кафедры
нормальной физиологии СГМУ,
кандидат биологических ннаук
Устойчивое развитие лесных экосистем неразрывно связано с почвенной биотой, ключевым звеном которой в большинстве наземных экосистем являются дождевые черви. В бореальных лесах роль дождевых червей до сих пор недостаточно изучена. В Печоро-Илычском заповеднике на границе средней и северной тайги в верховьях реки Печоры сохранились уникальные старовозрастные темно-хвойные леса, не подвергавшиеся длительному антропогенному воздействию, которые представляют собой рефугиумы биоразнообразия растений и животных (Смирнова и др. 2011; Луговая и др. 2013).
Цель нашей работы: исследование фауны и биотопического распределения люмбрицид верховьев Печоры на территории Печоро-Илычского заповедника.
Задачи:
охарактеризовать видовой состав и структуру населения люмбрицид темнохвойных лесов разных типов; изучить население люмбрицид территорий, связанных с хозяйственной деятельностью человека; сопоставить видовое разнообразие и количественные характеристики дождевых червей в почве и валеже;Материал и методы: район исследований – верховья р. Печоры в Печоро-Илычском заповеднике в пределах 62–63° с. ш. и 58–59° в. д., 250–400 м. над уровнем моря. В летние сезоны 2012–14 гг. проведены количественные учеты дождевых червей в почве и валеже в шести типах темнохвойного леса, в почве крапивно-злаковой залежи и ранее выпасаемого суходольного луга. Объем собранного материала более 1000 особей.
Результаты: в ходе исследований люмбрикофауны верховьев Печоры обнаружено 10 видов дождевых червей, принадлежащих к трем морфо-экологическим группам: подстилочные – Dendrobaena octaedra, Dendrodrilus rubidus tenuis, Eisenia fetida; почвенно-подстилочные – Perelia diplotetratheca, Eisenia atlavinyteae, Eisenia nordenskioldi nordenskioldi, Lumbricus rubellus; собственно-почвенные – Aporrectodea caliginosa caliginosa, Aporrectodea rosea и Octolasion lacteum.
По количественным характеристикам и разнообразию дождевых червей исследуемые пихто-ельники можно разделить на две группы: первая – сообщества с низкой численностью, биомассой и бедным видовым составом люмбрицид: елово-пихтарник крупнопапоротниковый, пихто-ельник с березой чернично-зеленомошный, ельник с березой чернично-долгомошно-сфагновый, ельник с березой хвощево-сфагновый; вторая – сообщества с высокой численностью, биомассой и разнообразием червей: пихто-ельник с березой бореально-высокотравный и пихто-ельник с березой нитрофильно-высокотравный.
В первой группе сообществ численность червей в почве составила 4 экз./м2 – 9 экз./м2, биомасса – 1.5 г/м2 – 3 г/м2, видовое разнообразие в почве 1–2 вида. Во второй группе – численность 25 экз./м2 – 40 экз./м2, биомасса 20 г/м2 – 31 г/м2, видовое разнообразие в почве 5–6 видов. Максимальная численность и биомасса червей обнаружена в пихто-ельнике с березой нитрофильно-высокотравном.
В исследуемых пихто-ельниках значительная роль в количественном отношении и видовом разнообразии принадлежит почвенно-подстилочной группе видов. Во всех пихто-ельниках доминантом по численности является уральский эндемик P. diplotetratheca. Доля его от общей численности составляет от 40% до 97%. В сообществах первой группы с «обедненным» комплексом дождевых червей P. diplotetratheca абсолютный доминант по численности и биомассе, практически единственный вид сем. Lumbricidae, населяющий почву, и самый многочисленный на валеже. В сообществах второй группы с «обильным» населением люмбрицид сохраняется преобладающая численная роль данного вида, но по биомассе он занимает третье место после крупных представителей почвенно-подстилочной группы E. atlavinyteae и Е. nordenskioldi nordenskioldi. В почвенных пробах P. diplotetratheca встречен преимущественно в верхних и средних слоях почвы до глубины 30 см., в валеже – большей частью в моховом покрове, но также в небольшом количестве и внутри гниющих стволов.
Сибирский вид E. atlavinyteae обнаружен только в высокотравных лесах. Биомасса данного вида достаточно высока, как в почве (30% от общей биомассы люмбрицид), так и в гниющей древесине (от 10% до 30%). В валеже данный вид обнаружен только в хорошо увлажненном моховом покрове, внутри стволов не найден.
Самый крупный представитель почвенно-подстилочной группы космополит Е. nordenskioldi nordenskioldi как и предыдущий вид преимущественно обитает в высокотравных сообществах. Единичные находки Е. nordenskioldi nordenskioldi отмечены в елово-пихтарнике крупнопапоротниковом. В пихто-ельниках с березой бореально-высокотравном и нитрофильно-высокотравном данный вид доминант по биомассе: 40% и 50% соответственно от общей биомассы люмбрицид. В валеже Е. nordenskioldi nordenskioldi встречен в сыром моховом покрове, как и E. atlavinyteae.
Группа подстилочных видов представлена двумя мелкими космополитными видами D. octaedra и D. rubidus tenuis. D. octaedra встречен во всех типах пихто-ельников. В первой группе сообществ «обеденной» по люмбрикофауне D. octaedra найден только в валеже. Во второй группе сообществ D. octaedra обитает в подстилке и верхних слоях почвы до 10 см, и в валеже преимущественно в слое мха и листового опада. D. rubidus tenuis встречен во всех типах пихто-ельников. В почвенных пробах данный вид найден в верхнем слое 0–10 см; в валеже, как правило, внутри стволов, проникая глубоко внутрь даже при слабой степени разрушения древесины (валеж 2 стадии разложения).
Представители собственно-почвенной группы видов впервые обнаружены в темнохвойных лесах верховий Печоры. O. lacteum найден в верхнем слое переувлажненной почвы пихто-ельника нитрофильно-высокотравного (Смородиновый ручей). A. caliginosa caliginosa найден в моховом покрове упавшего ствола Picea obovata пихто-ельника с березой бореально-высокотравного.
Доля ювенильных дождевых червей выше 50% в большинстве исследованных пихто-ельников. В пихто-ельниках с березой бореально-высокотравном и нитрофильно-высокотравном отмечена наиболее высокая относительная численность ювенильных особей, как в почве, так и в гниющей древесине. Низкая относительная численность ювенилов зарегистрирована в ельниках с березой чернично-долгомошно-сфагновом и хвощево-сфагновом (в почве не более 35%). Доля ювенильных червей, как правило, на валеже выше, чем в почве, за исключением елово-пихтарника крупнопапоротникового.
На территориях, связанных с сельскохозяйственной деятельностью человека комплекс люмбрицид несколько беднее в видовом отношении в сравнении с не испытывающими антропогенного влияния высокотравными темнохвойными лесами. На залежи обитают 5 видов, 4 из которых являются общими для темнохвойных лесов. В почве выпасаемого луга преобладают виды, населяющие открытые пространства, способные выдерживать временное пересыхание почвы: A. caliginosa и A. rosea, и виды требовательные к высокому содержанию органики в почве: E. fetida и L. rubellus.
Теоретическая значимость
Оценка фауны люмбрицид как ключевого компонента почвенной биоты необходима для характеристики состояния сообществ, исследования принципов функционирования природных экосистем, в частности бореальных лесов. Сведения по населению дождевых червей уникальных старовозрастных лесов на границе средней и северной тайги могут быть положены в основу работ по исследованию устойчивости люмбрицид к экстремальным северным условиям, сохранению природного биоразнообразия, роли природных и антропогенных факторов в формировании современной фауны люмбрицид.
Список публикаций автора
, , 2004. Особенности распределения дождевых червей в зависимости от почвенных условий // Чт. памяти проф. . Вып. 4. Смоленск: СГПУ. С. 642–644. , 2006. Дождевые черви луговых участков в системе экологического контроля состояния почв // Идеи и современные проблемы развития природы и общества. Смоленск: СГУ. С. 52–55 , 2007. Изменение комплексов дождевых червей в ходе вторичных восстановительных сукцессий // Зоологические исследования регионов России и сопредельных территорий: материалы 2 международной конференции, Н. Новгород. С. 10–13. 2008. Изменение комплексов дождевых червей в ходе восстановительных сукцессий на залежах // XXII Любищевские чтения. Современные проблемы эволюции. Т. 2, Ульяновск. С. 62–63. 2008. Динамика населения дождевых червей в ходе зарастания полей // Проблемы почвенной зоологии. Материалы ХV Всероссийского совещания по почвенной зоологии. М.: Т-во науч. изд. КМК. С.186–187. 2009. Население дождевых червей (Lumbricidae) на зарастающих полях // Зоологический журнал. Т. 88, №8. С. 901–906. 2009. Дождевые черви в первичных сукцессиях // Тез. докл. Второй Всероссийской конференции «Биогеография почв», М. С. 24. 2010. Формирование комплекса дождевых червей
на песчаных карьерах // Идеи и современные проблемы развития природы и общества. Смоленск: СГУ. С. 25–28.
2010. Восстановление комплекса дождевых червей на антропогенно нарушенных территориях // Конкурс молодых ученых: Сборник материалов. Смоленск: ВА ВПВО ВС РФ. С. 106–109. 2013. Дождевые черви в экологической оценке почв // Тез. докл. Межд. конф. «Биодиагностика в экологической оценке почв и сопредельных сред», М.: Бином. Лаборатория знаний. С. 44. 2013. Динамика населения дождевых червей в ходе восстановительных сукцессий после антропогенных нарушений // Доклады по экологическому почвоведению: электронный научный журнал. Вып.18, №1, стр. 263–274. 2014. Оценка состояния ключевых видов почвенной биоты в бореальных лесах разных типов северного Урала // Материалы Всероссийской научной конференции «Научные основы устойчивого управления лесами» // М.: ЦЭПЛ РАН. С. 162–163.