Влияние гидротермических условий почвы на комплексы беспозвоночных Бузулукского бора

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.