CC BY
52
УДК 595.7:574.9
МОРФОМЕТРИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА POECILUS CUPREUS L.
В ЗОНЕ ДЕЙСТВИЯ ЛЭП-750
А.А. Короткова, М.С. Дубинин
На территории ЛЭП-750 в луговых экосистемах Тульской области интервалы значений морфометрических параметров Poecilus cupreus L. более широкие, чем в контрольной группе, не подверженной влиянию ЛЭП. В целом вариабельность признаков невелика (не более 10%) и соответствует таковой для контрольной группы. Мор-фометрические показатели Poecilus cupreus L. испытывают определенное влияние электрического и магнитного полей ЛЭП, что подтверждается довольно высокими коэффициентам корреляции.
Ключевые слова: насекомые, энтомофауна, морфометрическая структура, электромагнитные поля, электромагнитное излучение, ЛЭП.
Введение
Значимой характеристикой изменчивости насекомых и индикатором состояния их популяций являются морфометрические показатели особей. На них влияют различные внешние факторы, в том числе и техногенное загрязнение среды [1, 2]. Достаточно демонстративны в этом отношении представители семейства Жужелицы (Carabidae). С помощью анализа динамики морфометрической структуры популяций жужелиц создается возможность проследить процесс адаптации к меняющимся условиям среды [3]. В разных антропогенных ландшафтах (городе, пригороде, естественных биотопах и агроценозах) размерные и структурные характеристики популяций жужелиц родов Carabus, Pterostichus и Poecillus имеют свои особенности в зависимости от экологических преферендумов вида [3]. Так морфометрическая структура городских и загородных популяций Carabus cancellatus (Ill.) и Pterostichus melanarius (Ill.) имеет некоторые различия. В городских условия наиболее изменчива длина надкрылий, в загородных - длина переднеспинки и расстояние между глаз [4]. При восстановлении лесных экосистем после антропогенного воздействия происходит сдвиг размерной структуры жужелиц Carabus odoratus (Motsch.).
В Тульской области исследования морфометрической структуры показало некоторые различия длины надкрылий у Pterostichus melanarius
(Ill.) [5].
Целью настоящего исследования стало изучение вариабельности морфометрических параметров Poecilus cupreus L. в зоне влияния ЛЭП-750 в Тульской области.
Материалы и методы
Материалом для исследования послужили 275 экземпляров жужелиц Роесйт спргеш L., обитающих в районе линий электропередач. Отбор насекомых проводился с мая по сентябрь 2014 и 2016 годов. В качестве методов отлова насекомых использовались почвенные ловушки Барбера.
Исследования проводились на территории линий электропередач "Смоленской АЭС" (750 кВ), одного из крупнейших топлевно-энергетических предприятий России.
Для данного исследования выделены модельный участок вблизи с. Воскресенское Тульской области в луговой экосистеме, поскольку предполагалось изучить один из луговых видов жужелиц - Роесйш cupreus L. На модельных участках хорошо выражен травяной ярус, присутствуют редкие кустарники, преобладают серые лесные почвы. Выделены 3 маршрута исследования в соответствии с параметрами ЛЭП, определенными в СанПиН 2971-84 «Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты» от 28 февраля 1984 г. [6]. Таковыми стали маршрут 1 - проекция центрального провода, маршрут 2 - проекция крайнего провода, маршрут 3 - санитарно-защитная зона (таблица).
Характеристика маршрутов исследования
Напря- Напря-
Модельный участок Напря- Расстояние от женность женность
жение Маршрут центра электри- магни-
сети, кВ траверсы, м ческого поля, В/м тного поля, А/м
Маршрут 1.
Проекция центрального - 2620 2,81
провода
Маршрут 2.
ЛЭП-750 750 Проекция крайнего провода 18 3890 2,6
Маршрут 3. Санитарно- 58 735 0,69
защитная зона
Контроль 1 200 0 0
Измерение показателей электрического и магнитного полей проведено с помощью измерителя напряженности поля промышленной
частоты ПК-50 (таблица). Контрольный маршрут исследования определен на расстоянии 200м от центра опоры, где измеряемые величины равны нулю и Poecilus cupreus Ь. не подвергается действию линий электропередач.
Обсуждение результатов
Изучение морфометрических параметров микропопуляции Poecilus cupreus Ь. на территории воздействия ЛЭП-750 показало следующее. Общая длина тела жужелиц лежит в интервале от 7,3 до 9,8 мм при среднем значении 8,2 мм. На контрольном маршруте разброс значений длины тела несколько меньше - от 7,7 до 9,5 мм при среднем значении 8,5 мм. Максимальное значение длины тела Poecilus cupreus Ь. (9,8 мм) выявлено в проекции центрального провода. Изменчивость данного параметра на всей территории, подверженной воздействию ЛЭП невелика (коэффициент вариации 6,1-7,0 %), что соответствует показателям в контрольной группе (коэффициент вариации 6,5%). Наименьшая вариация (6,1 %) длины тела отмечена на проекции крайних проводов.
Среднее значение длины надкрылий (мерный признак А) Poecilus cupreus Ь. в общей выборке в зоне влияния ЛЭП-750 составило 5,0 мм. Максимальная длина надкрылий равняется 6, 1мм, минимальная - 4,3 мм. Максимальное значение отмечено на проекции крайних проводов. Именно здесь коэффициент вариации признака наибольший (7,6 %). В контрольной группе интервал значений этого признака меньше и составляет 4,6-5,6 мм при среднем значении 5,1 мм. Коэффициент вариации длины надкрылий на территории ЛЭП от 7,0 до 7,6 %, в контрольной группе - 6,0 %.
Ширина левого и правого надкрылий (мерные признаки Б и В) в зоне влияния ЛЭП 1,1-1,6 мм (коэффициент вариации 6,8 - 8,6 %). Размах значения этого признака в контрольной группе меньше (1,2-1,4 мм, коэффициент вариации 5,3 %). В этом случае также максимальное значение отмечено у особей, отловленных в проекции центрального провода ЛЭП (1,6 мм). В этой выборке выше и вариабельность признака. Коэффициент вариации составляет 8,6 %.
Все параметры надкрылий максимальны и выше, чем в контроле, в проекции центральных проводов в зоне среднего значения электрического поля и максимального значения магнитного поля (таблица). При этом вариабельность признака на этом маршруте так же максимальна и больше, чем в контрольной группе.
Максимальная длина переднеспинки (мерный признак Г) Poecilus cupreus Ь. в зоне влияния ЛЭП с напряжением 750 кВ равняется 2,2 мм, минимальная - 1,5 мм при среднем значении 1,8 мм. Как максимальное, так и минимальное значения зафиксированы в проекции крайних проводов. На этом маршруте, как и в контрольной группе, зафиксирован и наибольший коэффициент вариации признака (9,6 %), который колеблется в
интервале от 6,0 до 9,6 %. Диапазон значений показателей признака Г в контрольной группе от 1,7 мм до 2,3 мм.
На контрольном маршруте максимальная длина переднеспинки имеет значение 2,3 мм. Минимальный показатель морфометрического признака Г в контрольной группе равняется 1,7 мм. Среднее значение метрического признака Г в контрольной группе равно 1,9 мм.
Вариабельность же признака также невелика (коэффициент вариации 9,6 %).
Ширина переднеспинки (мерный признак Д) РоесИш спргеш L. в зоне влияния ЛЭП-750 в среднем составляет 2,4 мм. Максимальное (2,7 мм) и минимальное (2,2 мм) значения этого признака отмечены в проекции крайних проводов и в санитарно-защитной зоне. Коэффициент вариации признака также несколько больше на этих маршрутах и составляет 6,8 %. Интервал значений признака Д в контроле сужен (2,3 мм - 2,6 мм) относительно значений в зоне влияния ЛЭП и менее вариабелен (коэффициент вариации 4,7 % ).
Оба параметра переднеспинки проявляют максимальные значения в проекции крайних проводов, а ширина надкрылий - еще в санитарно-защитной зоне. Вариабельность этих признаков значительнее на тех же маршрутах. Следует отметить, что в проекции крайних проводов отмечены наибольшие значения электрического поля и средние значения магнитного поля (таблица).
Длина головы Роесйш спргеш L. (мерный признак Е) на исследуемой территории составляет 1,0 - 1,8 мм (среднее 1,4 мм). Максимальные значения отмечены в санитарно-защитной зоне и на контрольном маршруте. Вариабельность признака максимальна на маршруте в проекции центрального провода ЛЭП-750 (коэффициент вариации 13,7 %). Это наиболее изменчивый метрический признак, поскольку коэффициент вариации лежит в пределах 9,2 - 13,7 % и превышает все выявленные его значения в данной микропопуляции.
Расстояние между глаз (мерный признак Ж) в зоне влияния ЛЭП-750 колеблется от 0,8 мм до 1,3 мм. Среднее значение этого признака равно 1,1 мм. Максимальные значения отмечены в проекции центрального провода и в санитарно-защитной зоне с меньшими значениями электрического поля. Коэффициент вариации расстояния между глаз составляет 9,1-10,7 %, и максимален в выборках в проекции проводов - как центрального, так и крайних. В контрольной группе, как и для большинства описанных признаков, интервал индивидуальной изменчивости данного параметра меньше (0,9-1,2 м) и коэффициент вариации меньше (7,0 %).
В целом вариабельность признаков невелика и соответствует таковой как для разных видов жужелиц, так и для микропопуляций жужелиц в различных экосистемах [7]. Несколько выделяются в этом
отношении параметры головы - длина головы и расстояние между глаз, поскольку коэффициент вариации этих признаков в зоне влияния ЛЭП-750 выше, чем в контроле, и выше, чем тот же показатель для прочих морфометрических признаков Poecilus cupreus L.
Проведенный корреляционный анализ показал, что в целом морфометрические показатели Poecilus cupreus L. обнаруживают значимую корреляцию с показателями электрического и магнитного поля. Однако сила и направленность связи неоднозначна на разных маршрутах с разными физическими параметрами.
Зависимость морфометрических показателей исследуемого вида от параметров электрического поля демонстрирует следующие закономерности. Так, длина надкрылий обнаруживает достаточно сильную положительную связь с показателями электрического поля (коэффициент корреляции R=0,96) в зоне воздействия крайних проводов и сильную отрицательную - в санитарно-защитной зоне (R=-0,95).
Ширина надкрылий характеризуется обратной зависимостью от показателей электрического поля по всей территории воздействия ЛЭП-750, наиболее сильной в санитарно-защитной зоне (R=-0,81).
Для длины и ширины переднеспинки характерна довольно высокая отрицательная зависимость от параметров электрического поля в зоне влияния крайних проводов и в санитарно-защитной зоне. Коэффициенты корреляции составляют -0,66 и -0,72 под крайними проводами и -0,91 и -0,82 в санитарно-защитной зоне. Такая же закономерность отмечается и для признака «расстояние между глаз»: прямая зависимость в проекции центрального провода и обратная на остальных маршрутах. Однако, только в санитарно-защитной зоне корреляция достаточно сильная по значению модуля (R=-0,82), на остальной территории ЛЭП она ниже 50% (R= 0,35 и R=-0,23).
Общая длина тела в большей степени зависит от воздействия электрического поля в проекции крайних проводов и в санитарно-защитно-зоне. Причем в первом случае она прямая, а во втором - обратная (коэффициенты корреляции 0,69 и-0,97 соответственно). Под центральным проводом корреляция незначительная и обратная (R=-0,2).
Параметры электрического поля уменьшаются в ряду «проекция крайних проводов - проекция центрального провода - санитарно-защитная зона» (табл. 1). Сопоставляя описанные выше зависимости с этим фактом, необходимо отметить, что в зоне наибольшего воздействия электрического поля высокую степень как прямой, так и обратной зависимости от него проявляют значения длины тела, длины надкрылий, длины переднеспинки. Параметры головы наиболее значимую зависимость демонстрируют в проекции центрального провода. В целом, большее, причем обратное, влияние на все морфометрические параметры Poecilus cupreus L.
электрическое поле ЛЭП-750 оказывает в санитарно-защитной зоне, где его значения наименьшие (таблица).
Помимо электрического поля, на территории любой ЛЭП существует и определенное магнитное поле. Причем, значения такового для конкретной изучаемой территории ЛЭП-750 примерно равны в проекциях центрального и крайних проводов и несколько меньше в санитарно-защитной зоне (таблица).
Коэффициенты корреляции мофрометрических параметров Poecilus cupreus Ь. и значений магнитного поля ЛЭП-750 лежат в интервале от -0,27 до 0,98, что позволяет предполагать наличие его влияния на данный вид. Однако какую-либо устойчивую закономерность в данном случае выявить трудно. Максимальные коэффициенты корреляции отмечены в основном в санитарно-защитной зоне, за исключением признаков «длина надкрылий» и «ширина переднеспинки». На них магнитное поле оказывает большее влияние в проекции крайних проводов (Я=0,78 и Я=-0,93).
Для ряда признаков (ширина надкрылий, длина головы и общая длина тела) отмечается возрастание силы корреляции от центрального провода к санитарно-защитной зоне, причем со сменой характера связи. В первом случае она меняется с обратной на прямую, а в двух последних - с прямой на обратную. Для длины переднеспинки и расстояния между глаз характерна минимизация абсолютного значения коэффициента корреляции в проекции крайних проводов.
Заключение
На территории ЛЭП-750 в Тульской области интервалы значений морфометрических параметров Poecilus cupreus Ь. более широкие, чем в контрольной группе, не подверженной влиянию ЛЭП. В целом вариабельность признаков невелика (не более 10%) и соответствует таковой для контрольной группы. Несколько больше варьирует длина головы. Коэффициент вариации составляет в среднем 13 %, что превышает аналогичный показатель и для контрольной группы, и для всех остальных признаков.
Несмотря на небольшую изменчивость, морфометрические показатели Poecilus cupreus Ь. обнаруживают значимую корреляцию с показателями электрического и магнитного поля. В зоне наибольшего воздействия электрического поля высокую степень как прямой, так и обратной зависимости от него проявляют значения длины тела, длины надкрылий, длины переднеспинки. Параметры головы наиболее значимую зависимость демонстрируют в проекции центрального провода. В целом, большее, причем обратное, влияние на все морфометрические параметры Poecilus cupreus Ь. электрическое поле ЛЭП-750 оказывает в санитарно-защитной зоне, где его значения наименьшие.
Максимальные коэффициенты корреляции мофрометрических параметров Poecilus cupreus L. и значений магнитного поля ЛЭП-750 отмечены в основном в санитарно-защитной зоне, за исключением признаков «длина надкрылий» и «ширина переднеспинки». Для ряда признаков (ширина надкрылий, длина головы и общая длина тела) отмечается возрастание силы корреляции от центрального провода к санитарно-защитной зоне, причем со сменой характера связи.
Итак, исходя из проведенных исследований, можно предположить наличие влияния показателей электрического и магнитного полей ЛЭП-750 на морфометрические признаки Poecilus cupreus L. в луговых экосистемах Тульской области.
Библиографический список
1. Бутовский Р. О. Устойчивость комплексов почвообитающих членистоногих к антропогенным воздействиям. [Текст]: дис... д-ра биол. наук / Бутовский Руслан Олегович. Москва, 2001. 401 с.
2. Гонгальский К. Б. Почвенные беспозвоночные как биоиндикаторы промышленного воздействия в лесных экосистемах Центра Европейской России. [Текст]: дис... канд. биол. наук / Гонгальский Константин Брониславович. Москва, 2004. 160 с.
3. Тимофеева Г. А. Морфометрическая структура популяций жужелиц (Coleoptera, Carabidae) в антропогенных ландшафтах [Текст]: дис... канд. биол. наук / Тимофеева Галина Анатольевна. Казань, 2010. 237 с.
4. Суходольская Р.А., Тимофеева Г.А. Морфометрическая изменчивость некоторых видов жужелиц (Coleoptera, Carabidae) в разных условиях среды // Материалы V Международной научной конференции. Биоразнообразие и роль животных в экосистемах. Днепропетровск: Лира, 2009. С. 232-233.
5. Дорофеев Ю. В. Структура населения жужелиц (Coleoptera, Carabidae) урбанизированного ландшафта северной лесостепи Центральной России [Текст]: дис... канд. биол. наук / Дорофеев Юрий Владимирович. Москва, 1995. 377 с.
6. СанПиН 2971-84 «Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты» СССР 28 февраля 1984 г. № 2971-2984.
7. Гринько Р. А. Динамика экологической структуры популяций жужелиц зональных и интразональных экосистем при разной степени их изоляции [Текст]: дис... канд. биол. наук / Гринько Раиса Анатольевна. Казань, 2002. 179 с.
Короткова Анна Альбертовна, д-р биол. наук, профессор, зав. кафедрой, korotkova123@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого,
Дубинин Максим Сергеевич, зав. учебными лабораториями, dubinin91@ya.ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого
MORPHOMETRIC STRUCTURE POECILUS CUPREUS L. WITHIN RANGE
OF LEP-750
A. A. Korotkova, M. S. Dubinin
On the territory of the transmission line 750 in a meadow ecosystems Tula region morphometric parameters Poecilus cupreus L. intervals greater than in the control group not exposed to the influence of power lines. Overall variability Prizna-ing low (less than 10%) and corresponds to that of the control group. Moore fometricheskie indicators Poecilus cu-preus L. experiencing some impact of electric and magnetic fields of power lines, as evidenced by relatively high correlation coefficients.
Keywords: insects, entomofauna, morphometric structure, electromagnetic fields, electromagnetic radiation, power lines.
Korotkova Anna Albertovna, doctor of biological science, professor, head of kathedra, korotkova123@mail.ru, Russia, Tula, Tula State Pedagogical University after Leo Tolstoy,
Dubinin Maxim Sergeevich, head of the educational laboratories, dubinin91@ya.ru, Russia, Tula, Tula State Pedagogical University after Leo Tolstoy
