Научная статья на тему 'Структура сообществ крупных напочвенных беспозвоночных придорожных территорий г. Оренбурга'

Структура сообществ крупных напочвенных беспозвоночных придорожных территорий г. Оренбурга Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
96
39
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АВТОТРАНСПОРТ / INSECTA / БЕСПОЗВОНОЧНЫЕ / ЖЕСТКОКРЫЛЫЕ / МОНИТОРИНГ / TRANSPORT / INVERTEBRATES / BEETLES / MONITORING

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Пятина Е.В., Булгакова М.А.

Изучалось влияние городских автодорог на трофическую структуру сообществ напочвенных беспозвоночных. Урбанизация территории, постоянное увеличение интенсивности городского транспорта неизменно сопровождается цепью негативных явлений, и прежде всего чрезмерным скоплением в атмосфере различных газои пылеобразных загрязнений, что приводит к необратимым разрушениям окружающего ландшафта и биосферы в целом. Определение степени антропогенного воздействия производилось методами биологической индикации с использованием почвенной мезофауны в качестве тест-объектов. Для 10 участков исследования, расположенных в черте города Оренбурга, описана растительность и автомобильная нагрузка. Самая высокая плотность автомобильного потока наблюдалась у лесополосы г. Вишневая Каспийское море (40 авт./мин) и на придорожной территории объездной дороги (39 авт./мин). Наименьшая нагрузка автотранспорта отмечена на придорожной территории у п. Кушкуль 22 авт./мин. Установлено, что возле автомобильных дорог численно доминируют представители таксонов Carabidae (Жужелицы), Silphidae (Мертвоеды) и Dermestidae (Кожееды). Представители этих семейств не прихотливы к условиям окружающей среды и хищничают без особой специализации. Установлено, что парк 50-летия СССР относится к наиболее нарушенной зоне среди территорий находящихся в отдалении от дороги.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Пятина Е.В., Булгакова М.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The structure of large ground invertebrates' communities of the roadside territories of the city of Orenburg

The influence of urban roads on the trophic structure of ground invertebrate communities was studied. Urbanization of the territory, the constant increase in the intensity of urban transport is inevitably accompanied by a chain of negative phenomena, and, above all, the excessive accumulation of various gas and dust-like pollution in the atmosphere, which leads to irreversible destruction of the surrounding landscape and the biosphere as a whole. Determining the degree of anthropogenic impact was carried out by methods of biological indication using soil mesofauna as test objects. For 10 study sites located within the city of Orenburg, vegetation and car load are described. The highest density of traffic was observed at the town of Vishnevaya the Caspian Sea forest belt (40 aut./min.) And in the roadside territory of the bypass road (39 aut./min.). The smallest load of motor transport is recorded on the roadside area at Kushkul 22 buses/min. It has been established that the representatives of the taxa Carabidae (Ground beetles), Silphidae (Mert-eaters) and Dermestidae (Crosheds) are numerically dominating near the highways. The representatives of these families are not fastidious to environmental conditions and are predators without much specialization. It was established that the Park of the 50th Anniversary of the USSR belongs to the most disturbed zone among the territories located at a distance from the road.

Текст научной работы на тему «Структура сообществ крупных напочвенных беспозвоночных придорожных территорий г. Оренбурга»

УДК 504.05

DOI: 10.24411/1728-323X-2019-15041

СТРУКТУРА СООБЩЕСТВ КРУПНЫХ НАПОЧВЕННЫХ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ ПРИДОРОЖНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Г. ОРЕНБУРГА

Е. В. Пятина, кандидат биологических наук, ученый секретарь,

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Центральный музей почвоведения им. В. В. Докучаева», kat1977kat@gmail.com, Санкт-Петербург, Россия, М. А. Булгакова, кандидат биологических наук, старший преподаватель, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет», biosu@mail.ru, Оренбург, Россия

Изучалось влияние городских автодорог на трофическую структуру сообществ напочвенных беспозвоночных. Урбанизация территории, постоянное увеличение интенсивности городского транспорта неизменно сопровождается цепью негативных явлений, и прежде всего чрезмерным скоплением в атмосфере различных газо- и пылеобразных загрязнений, что приводит к необратимым разрушениям окружающего ландшафта и биосферы в целом. Определение степени антропогенного воздействия производилось методами биологической индикации с использованием почвенной мезофауны в качестве тест-объектов. Для 10 участков исследования, расположенных в черте города Оренбурга, описана растительность и автомобильная нагрузка. Самая высокая плотность автомобильного потока наблюдалась у лесополосы г. Вишневая — Каспийское море (40 авт./мин) и на придорожной территории объездной дороги (39 авт./мин). Наименьшая нагрузка автотранспорта отмечена на придорожной территории у п. Кушкуль — 22 авт./мин. Установлено, что возле автомобильных дорог численно доминируют представители таксонов Carabidae (Жужелицы), Silphidae (Мертвоеды) и Dermestidae (Кожееды). Представители этих семейств не прихотливы к условиям окружающей среды и хищничают без особой специализации. Установлено, что парк 50-летия СССР относится к наиболее нарушенной зоне среди территорий, находящихся в отдалении от дороги.

The influence of urban roads on the trophic structure of ground invertebrate communities was studied. Urbanization of the territory, the constant increase in the intensity of urban transport is inevitably accompanied with a chain of negative phenomena, and, above all, the excessive accumulation of various gas and dust-like pollution in the atmosphere, which leads to irreversible destruction of the surrounding landscape and the biosphere as a whole. Determining the degree of anthropogenic impact was carried out with methods of biological indication using soil mesofauna as test objects. For 10 study sites located within the city of Orenburg, vegetation and car load are described. The highest density of traffic was observed at the town of Vishnevaya — the Caspian Sea forest belt (40 aut./min.) and in the roadside territory of the bypass road (39 aut./min.). The smallest load of motor transport is recorded on the roadside area at Kushkul — 22 buses/min. It has been established that the representatives of the taxa Carabidae (Ground beetles), Silphidae (Mert-eaters) and Dermestidae (Crosheds) are numerically dominating near the highways. The representatives of these families are not fastidious to environmental conditions and are predators without much specialization. It was established that the Park of the 50th Anniversary of the USSR belongs to the most disturbed zone among the territories located at a distance from the road.

Ключевые слова: автотранспорт, Insecta, беспозвоночные, жесткокрылые, мониторинг.

Keywords: transport, insecta, invertebrates, beetles, monitoring.

Введение. В настоящее время активно происходят процессы разрастания городов, увеличиваются площади ландшафтов, которые подверглись той или иной степени антропогенной трансформации. Все процессы, протекающие в таких ландшафтах, имеют разную степень отличия от аналогичных процессов, происходящих на нетронутых человеком участках естественной среды [2].

Для Оренбурга данная проблема актуальна, так как являясь административным центром области, город подвергается значительному антропогенному прессингу, так как здесь сосредоточено большое число промышленных предприятий и единиц автотранспорта, а обширные территории покрыты плотной жилой застройкой.

Почвенная мезофауна участвует в биологическом круговороте наземных экосистем, выступает в роли важных элементов пищевых цепей, принимает участие в почвообразовательных процессах [1]. Жесткокрылые чувствительны к антропогенным воздействиям, что позволяет использовать их в качестве сравнительно перспективных объектов биоиндикации. Исследование особенностей и ландшафтного распределения региональной фауны помогает пониманию большинства процессов экосистем.

Проблемы экологической безопасности автотранспорта являются одной из составных частей экологической безопасности всей страны. Важность и острота этой проблемы неумолимо возрастают ежегодно. Рождает тревогу факт того, что выбросы загрязняющих веществ от автомобилей в атмосферу в год увеличиваются на 3,1 % [8, 10]. Вклад автомобильных дорог в загрязнение атмосферы Промышленного района г. Оренбурга составляет 90 %, а предприятий — 10 % [3, 7, 9].

В рамках урбанизации территории, разрастания городов и сопровождающего этот процесс

Точки исследования в Дзержинском районе г. Оренбурга Примечание — 1. Шарлыкское шоссе у п. Кушкуль: придорожная территория (плотность потока 22 авт./мин). В растительном покрове преобладает полынок (Artemisia austriaca) и пастушья сумка (Capsella bursa-pastoris). Плотность проективного покрытия 65 %, высота травостоя 23 см; 2. Точка исследования находится в 100 м от Шарлыкского шоссе. Растительный покров представлен разнотравьем, высота травостоя 41 см, плотность проективного покрытия 80 %;

3. Лесополоса г. Вишневая — Каспийское море: придорожная территория со стороны ул. Березка (автонагрузка 27 авт./мин). В растительном покрове отмечен полынок (Artemisia austriaca), пастушья сумка (Capsella bursa-pastoris), клевер (Trifolium sp.) и одуванчик (Taraxacum officinale). Плотность проективного покрытия 30 %, высота травостоя 27 см;

4. Точка исследования находится на территории лесополосы г. Вишневая — Каспийское море в 100 м от ул. Березка. Высота древостоя 6 м, травостоя — 24 см. В древостое преобладает клен татарский (Acer tataricum), тополь дрожащий (Populus tremula) и береза повислая (Betula pendula); 5. Лесополоса г. Вишневая — Каспийское море. Придорожная территория лесополосы со стороны проспекта Победы (плотность автотранспорта равна 40 авт./мин); 6. Парк 50-летия СССР: придорожная территория ул. Брестская (плотность автотранспорта 33 авт./мин). В растительном покрове отмечено доминирование пастушьей сумки (Capsella bursa-pastoris) и одуванчика (Taraxacum officinale); 7. Точка исследования находится непосредственно на территории парка 50-летия СССР. Высота древостоя 4 м, травостоя — 21 см. В древостое преобладает сосна обыкновенная (Pinus sylvestris), лиственница сибирская (Larix sibirica), тополь дрожащий (Populus tremula) и береза повислая (Betula pendula); 8. Точка находится на придорожной территории парка 50-летия СССР со стороны ул. Театральная (плотность потока 30 авт./мин). Фитоценоз представлен пастушьей сумкой (Capsella bursa-pastoris), одуванчиком (Taraxacum officinale) и клевером (Trifolium sp.); 9. Придорожная территория объездной дороги (плотность автотранспорта 39 авт./мин). В растительном покрове отмечен полынок (Artemisia austriaca), пастушья сумка (Capsella bursa-pastoris) и одуванчик (Taraxacum officinale), шалфей (Salvia sp.), бессмертник песчаный (Helichrysum arenarium). Плотность проективного покрытия 20 %, высота травостоя 20 см; 10. Территория лесополосы в 100 м от объездной дороги. В древостое преобладают клен татарский (Acer tataricum) и береза повислая (Betula pendula)

увеличение числа автомобилей сопутствуется регулярным и обильным скоплением в атмосфере разных газовых и пылеобразных загрязнителей.

Широта распространения различных групп беспозвоночных позволяет достаточно эффективно проводить оценку состояния окружающей среды при антропогенном химическом загрязнении [4—6].

Модели и методы. Материалы собраны в период с июля и сентябрь 2017 года на территории г. Оренбурга (рисунок).

Для учета почвенных беспозвоночных использовался метод почвенных ловушек Барбера, ориентированный, главным образом, на бегающих или роющихся в верхних слоях почвы насекомых [1, 2]. Всего отработано 2 тыс. ловушко-суток.

Результаты и обсуждение. Обнаружены представители семи семейств животных: Кивсяки ^и-Ша), Уховертки (Оегшар1ега), Коротконадкры-

лые ^арЬуИшёае), Мертвоеды ^ИрЫёае), Жужелицы (СагаЫёае), Чернотелки (ТепеЪпошёае), Кожееды (ВегшезНёае) (таблица).

Влияние автотранспорта на беспозвоночных опосредовано. Повышение температуры почвы и воздуха вблизи дорожного полотна позволяет беспозвоночным осенью дольше сохранять активность. Под влиянием автодороги изменяется структура фитоценозов, видовое богатство их не так широко, растения менее плотно покрывают почву, они запылены и концентрируют в себе контаминанты. Вблизи дороги нет достаточной подстилки в связи с ежемесячным кошением трав. В то же время под колеса автомобилей попадают бродячие животные, несвоевременная уборка которых собирает падальщиков вокруг трупов.

Анализируя соотношение семейств на разных точках сбора, можно увидеть закономерность: в придорожной территории обитают в

Результаты сбора беспозвоночных на участках исследования

Таксономические группы беспозвоночных Участки исследования, %

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Julida — 10 — 4 — — 3 — — 4

Dermaptera — 10 — 2 — — 2 — — 6

Staphylinidae 2 24 6 33 1 2 34 5 2 11

Silphidae 29 34 20 21 12 18 37 21 11 —

Carabidae 10 10 19 21 27 27 16 24 6 15

Tenebrionidae 2 10 3 15 — 9 8 — 5 24

Dermestidae 57 2 52 4 60 44 — 50 76 40

Общая численность, экз./м2 289 ± 9,24 477 ± 25,16 247 ± 16,87 640 ± 61,14 211 ± 18,54 147 ± 13,01 378 ± 19,21 207 ± 17,81 116 ± 7,09 504 ± 51,28

Примечание. Цветом отмечены придорожные участки сбора; жирность показывает группу с наибольшей численностью.

основном хищники: СагаЫёае (Жужелицы), рЫёае (Мертвоеды), ВегшезНёае (Кожееды). Представители этих семейств неприхотливы к условиям окружающей среды и хищничают без особой специализации. Некоторые виды питаются не только на живой добыче, они могут питаться падалью или даже растительной материей.

Остальные семейства, отловленные на придорожной территории, находящиеся в меньшинстве, являются сапрофагами: Julida (Кивсяки), Оег-шар1ега (Уховертки), Staphylinidae (Коротконад-крылые), Tenebrionidae (Чернотелки). Данные представители эпигейных жесткокрылых питаются листьями деревьев и грибами, также потребляя кору и гнилые побеги растений. Эти виды семейств нуждаются в хорошей подстилке, и предпочитают влажные места обитания.

По полученным данным парк 50-летия СССР относится к наиболее нарушенной зоне среди территорий, находящихся в отдалении от дороги.

Будучи ограниченной с трех сторон автодорогами с высокой плотностью потока почвообитающая мезофауна претерпела сокращение численности представителей сапрофитного комплекса, а также значительно возросло (по отношению к другим точкам исследования в лесополосе) число некро-фагов. Все это говорит о чрезмерном отчуждении растительного и древесного опада.

Заключение. Установлена зависимость между численностью различных групп почвенной мезо-фауны и близостью автодороги. На придорожных территориях обильно представлены хищники и некрофаги (Carabidae, Silphidae, Оегше8^ае), что можно объяснить небольшим количеством растительных остатков и частым попаданием на обочину сбитых животных. На участках лесополосы отмечено возрастание численности сапрофагов ^иШа, Staphylinidae, Tenebrionidae) и появление влаголюбивых пантофагов (Derшaptera).

Библиографический список:

1. Строганова М. Н., Мягкова А. Д., Прокофьева Т. В. Роль почв в городских экосистемах // Почвоведение, 1997. — № 1. — С. 96—101.

2. Мордкович В. Г. Беспозвоночные животные и диагностика элементарных почвенных процессов // Почвоведение, 1991. — № 10. — С. 92—99.

3. Bulysheva A. M., Sukhacheva E.Yu., Aparin B. F., Lazareva M. A. Humus horizons of urban ecosystem soils. Soils of Urban Industrial Traffic Mining and Military Areas, 2017. No. 9, P. 84—86.

4. Цыцура А. А. Транспортно-дорожный комплекс и его влияние на экологическую обстановку города Оренбурга / А. А. Цыцура, В. Ф. Куксанов, Е. В. Бондаренко. — О.: ИПК ОГУ, 2007. — 164 с.

5. Муртазина Д. Д. Оценка воздействия автомобильного транспорта на экологическое состояние приземного атмосферного воздуха г. Оренбурга // Научно-методический электронный журнал «Концепт». — 2013. — Т. 4. — 126—130 с. — Режим доступа: http://e-koncept.ru/2013/64026.htm. — 15.05.18.

6. Мамаев Б. М. Определитель насекомых по личинкам / Б. М. Мамаев. — М.: Просвещение, 1972. — 400 с.

7. Amosse J., Dozsa-Farkas K., Boros G., Rochat G., Le Bayon R.-C. Patterns of earthworm, enchytraeid and nematode diversity and community structure in urban soils of different ages. European Journal of Soil Biology, 2016. Vol. 73, P. 46—58.

8. Русанов А. М. Изменения в сообществе почва-растение-почвенная мезофауна под влиянием антропогенной нагрузки // Вестник Оренбургского государственного университета, 2011. — № 12, Ч. — С. 129—131.

9. Груздева Л. П. Применение биоиндикации для выявления техногенного загрязнения агроландшафтов // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель, 2010. — № 3. — С. 13—14. 10. Луговский А. М. Оценка качества и ранжирование антропогенно-измененной территории методом биоиндикационного мониторинга // Проблемы региональной экологии, 2013. — № 3. — С. 29—31.

THE STRUCTURE OF LARGE GROUND INVERTEBRATES' COMMUNITIES OF THE ROADSIDE TERRITORIES OF THE CITY OF ORENBURG

E. V. Pyatina, Ph. D. (Biology), Science Secretary, V. V. Dokuchaev Central Museum of Soil Science, kat1977kat@gmail.com, St. Petersburg, Russia;

M. A. Bulgakova, Ph. D. (Biology), Senior Lecturer, Orenburg State University, biosu@mail.ru, Orenburg, Russia References

1. Stroganova M. N., Myagkova A. D., Prokofyeva T. V. Rol' pochv v gorodskikh ekosistemakh [The role of soils in urban ecosystems]. Pochvovedeniye, 1997. No. 1. P. 96—101. [in Russian]

2. Mordkovich V. G. Bespozvonochnyye zhivotnyye i diagnostika elementarnykh pochvennykh protsessov [Invertebrates and diagnostics of elementary soil processes]. Pochvovedeniye, 1991. No. 10. P. 92—99. [in Russian]

3. Bulysheva A. M., Sukhacheva E. Yu., Aparin B. F., Lazareva M. A. Humus horizons of urban ecosystem soils. Soils of Urban Industrial Traffic Mining and Military Areas, 2017. No. 9. P. 84—86.

4. Tsytsura A. A. Transportno-dorozhnyj kompleks i ego vliyanie na ekologicheskuyu obstanovku goroda Orenburga [Transport — road complex and its impact on the environmental situation of the city of Orenburg]. Orenburg, IPK OSU, 2007. 164 p. [in Russian]

5. Murtazina D. D. Ocenka vozdejstviya avtomobilnogo transporta na ekologicheskoe sostoyanie prizemnogo atmosfernogo vozduha g. Orenburga [Assessment of the impact of road transport on the ecological state of the surface air of the city of Orenburg]. Nauchno-metodicheskij elektronnyj zhurnal "Koncept". 2013. Vol. 4. P. 126—130. [in Russian]

6. Mamayev B. M. Opredelitel' nasekomykh po lichinkam [Determinant of insects on larvae]. Moscow, Prosveshcheniye. 1972. 400 p. [in Russian]

7. Amosse J., Dozsa-Farkas K., Boros G., Rochat G., Le Bayon R.-C. Patterns of earthworm, enchytraeid and nematode diversity and community structure in urban soils of different ages. European Journal of Soil Biology, 2016. Vol. 73, P. 46—58.

8. Rusanov A. M. Izmeneniya v soobshestve pochva-rastenie-pochvennaya mezofauna pod vliyaniem antropogennoj nagruzki [Changes in the community soil-plant-soil mesofauna under the delivery of anthropogenic load]. Vestnik OSU, 2011. No. 12. P. 129—131. [in Russian]

9. Gruzdeva L. P. Primenenie bioindikacii dlya vyyavleniya tehnogennogo zagryazneniya agrolandshaftov [The use of bioindication to identify technogenic pollution of agricultural landscapes]. Zemleustrojstvo, kadastr i monitoring zemel. 2010. No. 3. P. 13—14. [in Russian]

10. Lugovskiy A. M. Ocenka kachestva i ranzhirovanie antropogenno-izmenennoj territorii metodom bioindikacionnogo monitoringa [Quality assessment and ranking of anthropogenically modified territory by bioindicative monitoring]. Problemy re-gionalnoj ekologii, 2013. No. 3. P. 29—31. [in Russian]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.