CC BY
40
Влияние пастбищной дигрессии на сообщества почвенных беспозвоночных сухих степей
Т.М. Брагина, д.биол.н, профессор,
Костанайский ГПИ
Природные пастбища Казахстана занимают 185,2 млн. га, в том числе в лесостепной и степной зонах ими занято 34,6 млн. га [1]. В 50-60-е гг. прошлого столетия в степном Казахстане было распахано более 20 млн. га целинных земель, что значительно изменило экологическую ситуацию региона. Распашка привела к концентрации скота вблизи поселков или на отгонных стойбищах, где повсеместно отмечены последствия перевыпа-са с различной степенью нарушенности экосистем: от слабозатронутых территорий до полностью трансформированных. Перевыпас оказал влияние на все компоненты природных экосистем и в засушливых условиях стимулировал процессы антропогенного опустынивания.
Последствия изменения экосистем и их компонентов при опустынивании до настоящего времени изучены недостаточно [2]. Наименее исследованы ответные реакции и закономерности изменений животных сообществ на такие воздействия. В то же время почвенные биологические комплексы играют особую роль в формировании, функционировании и поддержании устойчивости почвенно-растительного покрова. Структура населения почвенных беспозвоночных и характер распределения животных сообществ в значительной степени определяют процессы почвообразования и продуктивность экосистем.
Почвенное население представляет собой удобную модель, отражающую изменения экологических условий, и выступает как интегральный индикатор динамики наземных экосистем. Функциональная структура сообществ почвенных беспозвоночных может быть эффективным показателем глубины антропогенного воздействия на экосистему.
Наиболее интенсивно трансформационные процессы проявляются в регионах, где антропогенные воздействия происходят в условиях экстремальных природных условий. Отмечено, что влияние пастбищной нагрузки и сенокошения проявляется более ярко в сухом климате [3]. Выбранная в качестве района исследований Северо-Тургайская физико-географическая провинция отличается наибольшей засушливостью и конти-нентальностью среди прочих районов сухостепного Казахстана [4].
Материал и методы работ. Основным методом работ было сравнительное почвенно-зоологическое обследование [5] стационарных участков на примере населения крупных почвенных беспоз-
воночных. Почвенно-зоологические пробы размером 50 50 см отбирались одновременно на целинном и выпасаемых участках (умеренный выпас, перевыпас). Беспозвоночных учитывали послойно с шагом 10 см. Глубина отбора проб зависела от глубины встречаемости беспозвоночных, но была не менее 50 см. Всего отобрано и проанализировано 90 почвенно-зоологических проб в природных степных экосистемах и на аналогичных участках, подвергшихся влиянию пастбищной дигрессии (по 30 почвенно-зоологических проб на целинном участке, участке умеренного выпаса и участке с перевыпасом). В структуре сообществ почвенных беспозвоночных выделялись доминирующие виды и группы, составлявшие 10% и более от общего числа собранных беспозвоночных в данном биотопе. К содоминантам отнесены виды (группы) беспозвоночных, составившие от 5 до 10% от общего числа и биомассы. Работы проводились в условиях разнотравноковыльной степи на темно-каштановых супесчаных почвах.
Результаты и обсуждение. Под влиянием пастбищной нагрузки происходят значительные изменения в условиях существования почвенных беспозвоночных, что отражается на изменении структуры почвенного населения (таблица).
Анализ материалов показал, что максимальная численность беспозвоночных наблюдалась в целинной степи, тогда как при умеренном выпасе численность беспозвоночных снизилась в 1,5 раза, при перевыпасе — в 1,8 раз.
В наибольшей степени снизили свою численность доминировавшие на целине пластинчатоусые жуки (Scarabaeidae): число их личинок снизилось с 15,9 экз./м2 на целине до 0,1 экз./м2 — на перевыпасаемом участке (в 159 раз). Популяционная структура сообществ почвенных беспозвоночных также изменилась: в целинных почвах Scarabaeidae составляли 46,3% от всех беспозвоночных, в условиях умеренного выпаса их относительное число снизилось до 29,9% и до 0,8% при перевыпасе. Так, число отобранных личинок Amphmallon volgensis Fisch в 30 пробах на целине составляло 47 экземпляров, 9 особей было собрано на участке с умеренным выпасом и 1 личинка — на перевыпасаемом участке в равном числе почвенных проб. Сходная негативная реакция наблюдалась и среди других групп беспозвоночных: Curculionidae, Diptera, Tenebrionidae и некоторых других. В то же время относительная численность Carabidae возросла с 2,9% на целине до 26,5% — на участке с умеренным выпасом и до 23,5% — на участке с перевыпасом.
Изменения структуры населения почвенных беспозвоночных при увеличении пастбищной нагрузки в условиях разнотравно-ковыльной степи на темно-каштановых супесчаных почвах. Северо-Тургайская провинция
Состав беспозвоночных Численность (экз/м2, к % от общего числа)
целина умеренный выпас пере- выпас
ARANEI 1,5I4,0 1,5/5,9 0,5I 2,7
COLEOPTERA 23,2I63,5 12,8/51,9 7,9I 39,6
— Carabidae, imago 0,7I1,8 5,3/21,6 3,3I 16,8
larvae, pupa 0,4I1,1 1,2/4,9 1,3I 6,7
—Elateridae 1,5I4,0 0,8/3,2 1,5I 7,4
—Scarabaeidae, imago 1,1I2,9 0,1/0,5 -
larvae, pupa 15,9I43,4 2,0/8,1 0,1I0,7
— Tenebrionidae, imago 0,9I2,6 0,5/2,2 0,3I1,3
larva, pupa 0,3I0,7 0,7/2,7 0,1I0,7
—Alleculidae 0,7I1,8 - -
— Chrisomelidae 0,1I0,4 0,7/2,7 0,4I2,0
— Curculionidae 1,5I4,0 0,9/3,7 -
- Другие 0,3I0,7 0,5/2,2 0,5I2,7
жесткокрылые
HETEROPTERA 3,6I9,9 7,3/29,7 8,9I45,0
LEPIDOPTERA 2,5I6,9 0,9/3,8 1,2I6,0
HYMENOPTERA 3,1I8,4 1,2/4,9 0,4I2,0
DIPTERA 1,5I4,0 0,7/2,7 0,1I0,7
Другие 1,2I3,3 0,3/1,1 0,8I4,0
беспозвоночные
ВСЕГО: 36,5I100 24,7/100 19,9I100
Экз, / 0,25 м2 (M±m) 9,1±1,3 6,2±0,9 5,0±0,6
На выпасаемых участках снизилось видовое богатство фауны: в 30 почвенно-зоологических пробах в целинной степи было зарегистрировано 62 вида беспозвоночных, в таком же числе проб при умеренном выпасе обнаружено только 38 видов (снижение в 1,6 раз) и 33 вида — на участке перевыпаса (снижение в 2 раза по сравнению с целиной).
С возрастанием уровня пастбищной нагрузки условия существования почвенной фауны ухудшаются: большинство видов в нарушенных биотопах снижали свою численность. На ранних стадиях уменьшалось число мягкопокровных видов и видов с длительным периодом развития в личиночной стадии, в то же время повышалась роль видов, предпочитающих более сухие условия обитания, и поверхностно обитающих жизненных форм. На выпасаемых участках появились новые виды, характерные для более сухих условий обитания, не отмечаемые в исходном варианте целинной степи, например, жуки Cymindis sp., некоторые чернотелки (Platyscelis hypolithos Pall.). В целом на выпасаемых участках с усилением антропогенной нагрузки постепенно происходит обеднение видового состава сообществ, увеличивается доля ксерофилов, меняется соотношение доминантов. Таким образом, антропогенный перевыпас отрицательно влияет на сообщества почвенных беспозвоночных, являющихся важным звеном в процессе восстановления и поддержания плодородия и устойчивости природных экосистем.
1. Курочкина, Л.Я. Состояние пастбищно-сенокосных угодий / Л.Я. Курочкина, Г.Б. Макулбекова, К.Н. Карибаева // Трансформация природных экосистем при опустынивании. Алматы: ГРИДаН, 1999. С. 22—25.
2. Томас, Д. Опустынивание: чем определяется дискуссион-ность проблемы? // Опустынивание и деградация почв: мат. межд. науч. конф., Москва: 11—15 ноября 1999 г. / под ред. Г.В. Добровольского, Г.С. Куста. М.: Изд-во МГУ, 1999. С. 38-52.
3. Базилевич, Н.И. Трансформации травяных биогеоценозов умеренного пояса под влиянием антропогенных факторов / Н.И. Базилевич, Р.И. Злотин, А.А. Титлянова // Чтения памяти В.Н. Сукачева. Вып. IV. Вопросы динамики биогеоценоза. М.: Наука, 1987. С. 28-59.
4. Гвоздецкий, Н.А. Казахстан / Н.А. Гвоздецкий, В.А. Николаев. М.: Мысль, 1971. 295 с.
5. Гиляров, М.С. Зоологический метод диагностики почв. М.: Наука, 1965. 276 с.
