Сходство комплексов насекомых-герпетобионтов лесополос и залежей на Севере Минусинской котловины

4. Гриднев, А.Н. К вопросу о механизации заготовки лесных семян с растущих деревьев в условиях Дальнего Востока / А.Н. Гриднев // Вопр. лесного и охотничьего хозяйства на юге Дальнего Востока: сб. науч. тр. - Уссурийск: ПгСХА, 2003. - С.53-57.

5. Гриднев, А.Н. Патент №2170602 (RU). Подъемное устройство / А.Н. Гриднев. - Опубл. 20.07.2001. Бюл. №20. - М.: Росагенство по патентам и товарным знакам, 2001. - 10 с.

6. Гуков, Г.В. Современное состояние пихты цельнолистной и чернопихтово-широколиственных лесов в Приморском крае / Г.В. Гуков, А.Н. Гоиднев, Н.В. Гоиднева // Структурно-функциональная организация и динамика лесов: мат-лы Всерос. конф., посвящ. 60-летию Института леса им. В.Н. Сукачева и 70-летию образования Красноярского края (Красноярск, 1-3 сентября 2004 г.). - Красноярск, 2004. - С.30-31.

7. Гуков, Г.В. Ресурсная оценка чернопихтарников Приморского края / Г.В. Гуков, Н.В. Гриднева // Вопр. лесного и охотничьего хозяйства российского Дальнего Востока: сб. науч. тр. - Уссурийск: ПГСХА, 2008. - С. 115-125.

8. Овсянников, В.Ф. Хвойные породы / В.Ф. Овсянников. - Хабаровск: Книжное дело, 1930. - 202 с.

9. Строгий, А.А. Деревья и кустарники Дальнего Востока / А.А. Строгий. - М.-Хабаровск: ОГИЗ-ДАЛЬГИЗ, 1934. - 235 с.

10. Трегубов, Г.А. Рекомендации по выращиванию посадочного материала и лесоразведению на Дальнем Востоке / Г.А. Трегубов. - Хабаровск, 1969. - 108 с.

11. Урусов, В.М. Хвойные российского Дальнего Востока - ценные объекты изучения, охраны, разведения и использования / В.М. Урусов, И.И. Лобанова, Л.И. Варченко. - Владивосток: Дальнаука, 2007. - 440 с.

12. Усенко, Н.В. Деревья, кустарники и лианы Дальнего Востока: справ. кн. / Н.В. Усенко. - 2-е изд., пере-раб. и доп. - Хабаровск, 1984. - 272 с.

УДК 595.762.12. И.Л. Майманакова, В.В. Анюшин, Ю.Н. Баранчиков

СХОДСТВО КОМПЛЕКСОВ НАСЕКОМЫХ-ГЕРПЕТОБИОНТОВ ЛЕСОПОЛОС И ЗАЛЕЖЕЙ НА СЕВЕРЕ МИНУСИНСКИЙ КОТЛОВИНЫ

Не увенчалась успехом попытка выделения экотона между биоценозами трех- и четырехрядных лиственничных лесополос и десятилетних залежей путем анализа сообществ герпетобионтных жуков жужелиц и чернотелок. Заселение герпетобионтами лесополос происходит за счет фауны прилегающих степных биоценозов. Не обнаружено ни границы между сообществами герпетобионтов смежных биоценозов, ни сколько-нибудь заметных переходных зон.

Ключевые слова: герпетобионты, экотон, биоценоз, насекомые.

I.L. Maimanakova, V.V. Anyushin, Yu.N. Baranchikov

SIMILARITY LEVEL OF HERPETOBIUM INSECT COMPLEXES IN FOREST BELTS AND OLD-FIELDS AT THE NORTHERN PART OF MINUSINSK VALLEY

The attempt to identify an ecotone between biocenosis of tree- and four-row forest belts and 10-year old fields on the basis of herpetobium beetles, ground beetles and forked fungus beetles was not successful. The fauna of the close steppe biocenoses is the source of forest belts herpetobium population. Neither vivid border between herpetobium communities at the nearby biocenosis, nor any transition zones can be identified.

Key words: herpetobium, ecotone, biocenosis, insects.

Термин «герпетобий» принадлежит В.А. Догелю [2], предложившему называть так обитателей поверхности почвы. Особое место среди герпетобионтного населения занимают жуки - жужелицы и чернотелки (Coleoptera, Carabidae, Tenebrionidae) - достаточно многочисленная, разнообразная и удобная для изучения группа герпетобионтов, обитающая в подстилке, почве и в ее полостях. Они мало специализированы в вы-

боре пищи и поэтому почти не зависят от распространения определенных видов животных и растений. Вместе с высокой плотностью популяций, большой миграционной способностью и продолжительностью жизни вышеперечисленные качества делают жужелиц и чернотелок прекрасными биоиндикаторами, при помощи которых можно оценивать состояние биоценозов [12].

Как правило, хозяйственная деятельность приводит к искусственной фрагментации природных территорий и к возникновению новых пограничных зон и ландшафтных неоднородностей. Этот процесс называют «экотонизацией биосферы» [16]. Примером создания искусственных границ может служить закладка лесных полос полезащитного значения, которые могут оказывать некоторое влияние на окружающие их естественные биоценозы и вносить элементы неоднородности в рельеф [6].

Выделение переходных территорий может быть осуществлено за счет описания почвенного профиля и ландшафтных границ [15], смены растительных ассоциаций [5] и сообществ животного населения [9] на изучаемых территориях. Устоявшихся стандартных методик по определению границ и переходных зон между соседствующими биоценозами в настоящий момент не существует, имеются лишь отдельные попытки исследований в данном направлении. Ранее мы предложили критерии оценки этих территориальных явлений на примере сообществ герпетобионтных жесткокрылых Хакасии [1].

Считается, что лесные полосы и краевые зоны полей могут являться либо преградой для распределения герпетобия, либо местами поддержания его исходных сообществ; они также могут способствовать более быстрому расселению жужелиц в агроландшафте [14]. Целью данной работы являлось изучение состава сообщества герпетобионтных жужелиц и чернотелок на переходе между смежными антропогенно измененными биоценозами залежей и лесных полос полезащитного значения в степях севера Минусинской котловины.

Материалы и методы исследований. Сбор материала проводился с 20 мая по 20 августа 20022004 гг. на заброшенных полях, разделенных лесополосами в степных ассоциациях близ села Соленоозерное на территории Ширинского района Республики Хакасия. Ближайший естественный лесной массив находится на расстоянии 20 км.

Пробная площадь № 1 была разбита на переходе от залежи с пырейно-полынной растительной ассоциацией к лиственничной 3-рядной лесополосе продуваемой конструкции шириной 4,5 м, рядового способа посадки и снова к залежи со злаково-подмаренниковой растительной ассоциацией. Данная пробная площадь располагалась на развитых черноземовидных супесчаных почвах.

Пробная площадь № 2 пересекала залежь с пырейно-донниковой растительной ассоциацией, 4-рядную лиственничную лесополосу продуваемой конструкции шириной 5,8 м, шахматного способа посадки и снова залежь с пырейно-полынной растительной ассоциацией. Данная пробная площадь располагалась на южных маломощных супесчаных мучнисто-карбонатных почвах.

Расстояние между ловушками Расстояние от центра лесополосы

Рис. 1. Расположение ловушек на переходе: залежь 1 - лесополоса - залежь;

2 - вертикальными прерывистыми линиями обозначены примеры линий ловушек, горизонтальной сплошной - пример трансект; ЦЛП - центр лесополосы

Все залежные участки образованы в 1992 г. и в настоящее время находятся в начале третьей стадии восстановления естественной растительности [3].

На каждой пробной площади сбор материала проводился при помощи почвенных ловушек Барбера [8], установленных на десяти параллельных трансектах, пересекающих переходные зоны. Расстояние между трансектами составляло 20 метров. Исходными точками для закладки трансект послужила середина лесополосы. Использовали по 19 ловушек в трансекте и по 190 ловушек на каждой из пробных площадей. Длина каждой трансекты составляла 48 метров. Схема расположения ловушек показана на рис. 1.

Проверка ловушек осуществлялась один раз в 7-10 дней, продолжительность каждого сезона исследования составляла 93 дня. Вследствие частой выемки насекомых фиксирующая жидкость не использовалась. Пойманные жуки определены авторами, проверка определения проведена В.Г. Шиленковым в Иркутском государственном университете.

Сравнение сообществ насекомых проводилось при помощи модифицированного индекса Серенсена (Ss), который учитывает, как видовой состав, так и обилие каждого вида:

Ss = 2Zmin(C1í, C2i) / (X C1i + £02,),

где C1 / , 02, - обилие i-го вида в первом и втором сообществе соответственно: min(C1, , 02,) - минимальное обилие i-го вида в двух сравниваемых сообществах.

Этот коэффициент изменяется от 0 (в сравниваемых сообществах вообще отсутствуют общие виды) до 1 (относительные обилия всех видов в сравниваемых сообществах равны) [4].

При анализе результатов учетов мы исходили из предположения о том, что крайние линии ловушек, находящиеся внутри залежных участков, наиболее полно отражают состояние сообщества данных биоценозов. Соответственно уловы линии ловушек, проходящей в центре лесополосы, наиболее полно отражают состояние сообщества герпетобионтов собственно лесополосы. Предполагалось, что попарное сравнение сообществ в этих трех линиях с сообществами промежуточных линий при помощи индекса Серенсена позволит определить местоположение предполагаемой границы сообществ герпетобия смежных биоценозов и дать характеристику возможных переходных зон. Ранее этот метод был успешно применен нами при выделении на местности экотонного сообщества на границе лиственничного леса и степи [1].

Результаты и их обсуждение. Фаунистический состав герпетобионтов обоих площадей за все годы исследований не превышал 30 видов жесткокрылых. Списочный состав уловов крайних залежных линий изменялся от 16 до 30 видов, линии в лесополосе - от 10 до 25 видов. Во всех типах лесополос и залежей, безусловно, доминировали виды степной и лугово-степной экологических группировок: Poecilus fortipes Chaud., P. gebleri Dej. (100-500 экз. за 3 сезона), Pseudoophonus calceatus Duft., Curtonotus fodinae Mnnh., Harpalus macronotus Tschit., H. fuscipalpis Sturm., H. sinuatus Tschit. (15-60 экз. за 3 сезона).

Лесные виды на переходах между антропогенными биоценозами залежей и лесных полос полезащитного значения встречались лишь в единичных экземплярах (Carabus massagetus Motsch. - обе площади, Carabus regalis F.-W. - площадь 2, Poecilus versicolor Sturm. - площадь 1). Также на площади 1 был встречен один прибрежно-болотный вид Carabus clathrathus L. Причем отлавливались эти жуки, как под пологом лесных полос, так и на открытых частях трансект, не проявляя явных предпочтений к месту обитания. Видов, достоверно предпочитающих зоны полей либо опушек или лесополос, выявлено не было.

Динамика изменений индексов сходства сообществ при переходе от залежи к лесополосе и снова к залежи не позволила выявить каких-либо закономерностей в изменении видового состава, численности и обилия в сообществах герпетобионтных насекомых. Колебания перечисленных показателей носили хаотичный характер и наблюдались на всей протяженности трансект на обеих пробных площадях в течение всех трех лет исследований. Поскольку состав сообществ не изменялся, не было выявлено никаких границ и переходных зон между сообществами герпетобионтов лесной полосы и прилегающих к ней залежных участков. Это хорошо иллюстрируют, например, результаты анализа уловов 2002 года на пробной площади 2 (рис. 2).

Рис. 2. Изменение показателей сходства (индекс Серенсена) сообществ герпетобионтов экотона с сообществами лесополосы и залежных участков:

1 - сходство сообщества экотона с сообществом залежи 1; 2 - сходство сообщества экотона с сообществом лесной полосы; 3 - сходство сообщества экотона с сообществом

залежи 2; ЦЛП - центр лесополосы

Лесополосы, несомненно, оказывали влияние на микроклимат прилегающих сообществ. Измерения показали, что от центра лесополосы к залежи влажность верхних слоев почвы уменьшается, а температура увеличивается (табл.). Однако, по-видимому, степень изменения этих параметров оказалась недостаточной для формирования особого состава сообществ герпетобионтных насекомых под пологом лесных полос.

Динамика температуры и влажность верхнего слоя почвы (0-5 см) на переходе залежь-лесополоса-залежь (трансекта № 2), 2003 г.

Место измерения Температура, мин/макс, °С Влажность верхнего слоя почвы, %

Июнь Июль Август

Центр лесополосы 22,0/23,3 22,1/29,5 22,1/25,1 3,6

Крайний ряд деревьев 22,1/23,5 22,1/29,7 22,1/25,5 2,9

Граница лесополосы (опашка) 23,0/35,5 26,3/35,1 23,0/30,4 2,1

5 метров от края лесополосы 23,0/36,3 26,3/37,0 23,0/33,7 1,3

10 метров от края лесополосы 20,5/44,5 26,5/41,5 23,5/39,5 1,3

Ширина полезащитных лесных полос также никак не сказалась на состоянии сообществ герпетобионтных насекомых в переходных зонах. При изучении трехрядной и четырехрядной лесных полос полезащитного значения были получены сходные результаты.

Наши результаты подтверждают данные, ранее полученные другими исследователями. Так, ранее отмечалось, что в трехрядных лесополосах в полупустынных ландшафтах юга Европейской части СССР преобладает степное население герпетобионтов, в то время как шестирядные полосы способствуют формированию особого энтомокомплекса, отличного от степного [11]. В Ставропольском крае была отмечена решающая роль герпетобионтов полей, степных и полупустынных биоценозов при формировании наземной биоты лесополос [10].

Известно, что изреживание древостоя в результате рубок и выпадение подлеска способствуют интенсивному заселению насаждений видами герпетобионтов открытых пространств [13]. Наши полосы практически полностью лишены подлеска, выгоревшего и впоследствии не восстановившегося. Песчаные почвы,

преобладающие в районе исследования, также, очевидно, способствовали миграции видов герпетобия из прилегающих степных биоценозов [10-11].

Единичное присутствие лесных видов в энтомокомплексе лесополос свидетельствует о потенциальной возможности их заселения видами, характерными для лесных биоценозов. Отсутствие смены, хотя бы частичной, населения герпетобия под пологом лесополос на лесное связано, по-видимому, с непригодностью микроклиматических условий внутри этих местообитаний для лесных видов. Необходимо отметить, также, что удаленность лесополос от естественных лесных биоценозов, безусловно, является существенным препятствием для проникновения лесных видов в изучаемые лесопосадки.

Таким образом, путем анализа сообществ герпетобионтных жуков - жужелиц и чернотелок - нам не удалось выделить экотон между биоценозами трех- и четырехрядных лиственничных лесополос и десятилетних залежей. Заселение герпетобионтами лесополос происходит за счет фауны прилегающих степных биоценозов. Не обнаружено ни границы между сообществами герпетобионтов смежных биоценозов, ни сколько-нибудь заметных переходных зон.

Литература

1. Анюшин, В.В. Экологическая структура герпетобия в экотоне степь - лес / В.В. Анюшин, И.Л. Майма-

накова // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий: мат-лы 11-й Междунар. науч. конф.

студентов и молодых ученых. - Абакан: Изд-во ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 2007. - Т. 1. - С. 73-74.

2. Догель, В.А. Количественный анализ фауны лугов в Петергофе / В.А. Догель // Русский зоол. журн. -

1924. - Ч.1. - С. 118-147.

3. Каплин, В.Г. Биоиндикация состояния экосистем: учеб. пособие / В.Г. Каплин. - Самара: СГСХА, 2001. - 144 с.

4. Мэгарран, Э. Экологическое разнообразие и его измерение / Э. Мэгарран. - М.: Мир, 1992. - 181 с.

5. Родотан, Б.Б. Географические границы / Б.Б. Родотан. - М.: Изд-во МГУ, 1982. - 153 с.

6. Савин, Е.Н. Выращивание лесных полос в степях Сибири /Е.Н. Савин, А.И. Лобанов, В.Н. Невзоров. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. - 102 с.

7. Сигида, С.И. Фауна и экология жужелиц (Coleoptera, Carabidae) полезащитных лесополос Ставропольской возвышенности: автореф. дис. ... канд. биол. наук / С.И. Сигида. - Л., 1979. - 22 с.

8. Скуграви, В. Земляные ловушки / В.Скуграви// Вопр. экологии. - 1962. - Т.4. - С. 144-146.

9. Топорова, Н.А. Биологическая индикация как актуальный метод биологического мониторинга: мат-лы

науч. конф. / Н.А. Топорова, Н.В. Бергинская. - Тамбов, 1999. - С. 36-37.

10. Утянская, С.В. Структура, динамика, пути формирования комплексов жужелиц (Coleoptera, Carabidae) в антропогенных ландшафтах полупустынной зоны Калмыцкой АССР: автореф. дис. . канд. биол. наук / С.В. Утянская. - М., 1986. - 17 с.

11. Черезова, Л.Б. Формирование комплексов напочвенной энтомофауны полезащитных лесных полос на песчаных почвах (на примере жужелиц и чернотелок): сб. науч. тр. ВНИИ агролесомелиорации / Л.Б. Черезова. - М., 1987. - Вып. 33. - С. 129-134.

12. Шарова, И.Х. Особенности биотопического распределения жужелиц (Coleoptera, Carabidae) в зоне смешанных лесов Подмосковья / И.Х. Шарова // Фауна и экология животных. - М., 1971. - С. 61-68.

13. Шишова, М.И. Динамика и структура населения популяций массовых видов жужелиц (Coleoptera, Carabidae) в лесонасаждениях северной лесостепи России: автореф. дис. ... канд. биол. наук / М.И. Шишова. -М., 1994. - 18 с.

14. Greaves, M.P. Field Margins: Definitions and statistics / M.P. Greaves, E.J.P. Marshal // BCPC. - Field Margins., 1987. - 35 - Р. 3-10.

15. Preobrazhensky, V.S. Continuality and discretion of geographic cover / V.S. Preobrazhensky // Actual problems of Soviet geographical science. - M.: Nauka, 1972. - P. 42-54.

16. Zaletaev, V.S. Ecotonal ecosystems as geographic phenomenon and the problem of ecotonization of biosphere / V.S. Zaletaev // Resent problems of the geography of ecosystems Moscow: Institute of Geography of the Academy of Sciences of the USSR. - 1990. - P. 53-55.