CC BY
49
ЗООЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПАСТБИЩНЫХ ЭКОСИСТЕМ
ОРЕНБУРГСКОГО ПРЕДУРАЛЬЯ
М. А. БУЛГАКОВА, Й ,„П1Я п й ггп 460018, г. Оренбург, ГСП,
р пр. ПобедыГд. 13;
Ь. А. ЪУЛ1AKUB, тел.: 89228877818, 89228620172;
аспирант, Оренбургский государственный университет e-mail: biosu@mail.ru, bulgakovl5@mail.ru
SS
Положительная рецензия представлена М. А. Сафоновым, доктором биологических наук, профессором, заведующим кафедрой экологии, общей биологии и методики преподавания биологических дисциплин Оренбургского государственного педагогического университета.
Мониторинг земель Оренбургской области проводится с 1993 г. В процессе мониторинговых наблюдений используются широкий спектр полевых и лабораторных методов, в том числе с применением индикационных показателей [6]. С наибольшей эффективностью этот метод проявил себя при мониторинге эколого-хозяйственного состояния пастбищных экосистем, при этом в качестве индикаторов применялись различные виды беспозвоночных животных.
Цель и методика исследований.
Основной задачей данного исследования является оценка роли хозяйственной деятельности человека в формировании пространственных изменений активности основных индикаторных групп беспозвоночных в ряду целина — сильно сбитое пастбище в условиях лесостепи ^итЬп^ае) и степи (Coleoptera, Tenebrionidae).
Наблюдения проводились в лесостепной и степной зонах на целинных и в различной степени сбитых пастбищах на черноземах типичных и обыкновенных. Учет дождевых червей, осуществлялся путем отбора в пятикратной повторности стандартных почвенных проб площадью 50 х 50 см, глубиной 35-40 см до прекращения встречаемости животных. Одновременно на всех восьми участках для учета чернотелок были заложены линии почвенных ловушек Барбера с фиксатором — по 10 ловушек в течение 5 суток (50 ловушко-суток). При определении основных геоботанических показателей и свойств почв использовались общепринятые методы.
Результаты исследований.
Многие годы использование пастбищ осуществлялось без соблюдения экологических норм и с превышением их экологической емкости. Воздействие скота на пастбищные экосистемы проявляется в первую очередь в стравливании скотом вегетативных органов растений до завершения фазы обсеменения и уплотнении верхнего слоя почв, которое сопровождается утратой ими структуры, и, как следствие, сменой видового состава растительных сообществ и почвенного населения. В результате на преобладающих пространствах сформировались в различной степени сбитые растительные сообщества. Так, на выровненном водоразделе рек Ташла-Труска в пределах южной лесостепи пастбище было представлено целинным разнотравно-кострецовым сообществом, слабосбитым полынково-типчаково-мятли-ковым, стеднесбитым полынково-типчаковым и по-лынково-спорышовым сильносбитым сообществом. В степной зоне на остепненной террасе р. Сакмара пастбищная растительность была представлена типчаково-ковыльным сообществом на целине, по-лынково-тонконогово-ковыльным на участке слабой пастбищной дигрессии, полынково-типчаковым на площадке среднего сбоя и мортуково-полынковым сообществом на сильносбитой площадке (рис. 1).
Свойствам почв в восстановлении растительных сообществ, находящихся на разных стадиях пастбищной дигрессии, принадлежит решающее значение [3]. Органическое вещество почв и его главная
□ Фитомасса над дамка я, Lv'ra □ Фитомасса подземная, ц/гта
Рисунок 1
Геоботанические показатели лесостепных и степных участков исследований
составляющая — гумус, мало меняется под влиянием чрезмерного пастбищного использования. В пределах пастбищных экосистем он находится как бы в законсервированном состоянии [2]. Средние значения основных параметров гумусного статуса почв исследованных участков представлены на рис. 2.
Выявлена лишь тенденция к снижению содержания гумуса в ряду целина-сильносбитое пастбище, из чего можно сделать вывод, что перевыпас не приводит к значительным изменениям в качественно-количественных свойствах черноземов.
Между естественной растительностью, органическим веществом почв и биологической активностью черноземов присутствует надежная причинно-следственная связь [4]. В своей совокупности они формируют эколого-биологические свойства почв, в том числе видовой состав почвенной мезофауны [1].
В качестве индикаторов степени антропогенного воздействия в условиях лесостепной зоны были выбраны дождевые черви. Являясь детритофагами (сапрофагами) дождевые черви утилизируют значительные количества мортмассы, выполняя при этом одно из важных условий восстановления плодородия почвы: именно благодаря детритофагам из мортмас-сы, состоящей в первую очередь из корней растений, формируется органическая часть почвы. Выделяемые при этом копролиты, помимо продуктов разложения детрита, содержат ферменты и кишечную микрофлору, которые в своем сочетании усиливают ферментативную активность почв. Использование биоиндикаторов позволяет оценивать направление и скорость почвенных процессов, в том числе и восстановление почв после их нарушения, что подтверждается полученными данными. Рассматривая результаты по учету дождевых червей необходимо отметить, что самое большое их количество было зарегистрировано на целинном участке — 48 экз/м2. Далее в ряду слабо-средне-сильносбитое пастбище их количество снижалось в порядке 36-24-11 экз/м2 соответственно. Меняется и глубина проникновения дождевых червей по почвенному профилю [5]. Эти данные коррелируют с показателями учета подземной фитомассы, а именно снижением количества массы мертвых корней (детрита) в ряду целина —
сильносбитое пастбище в 2,1 раза (г от 0,78 до 0,83 при > 0,05).
В силу засушливых условий степи плотность населения дождевых червей (Lumbricidae) снижается, что делает невозможным использование этой группы в качестве индикаторов. В природных условиях настоящей степи характерным элементом аридной зоны становятся жуки-чернотелки (Coleoptera, Tenebrionidae). Оказывая значительное влияние на верхние горизонты почвы, чернотелки не только измельчают подстилку, но и поедают ее, выделяя при этом экскременты, на которых формируется пул целлюлозоразрушающей микрофлоры. Таким образом, жуки-чернотелки опосредованно регулируют соотношение между процессами гумификации и минерализации органического вещества почв, активизируя разложение растительной биомассы.
Видовой состав жуков целинного участка включал в себя повсеместно распространенные относительно мезофильные виды: Blaps lethifera Marsh., Crypticus quisquilius L., Opatrum sabulosum L., Pedinus femoralis L., Tentyria nomas Pall. В сравнении с целиной доля злаков в травянистый покрове слабо-и среднесбитых участков снижается вместе с проективным покрытием фитоценозов, что повлияло на сообщество Tenebrionidae, которое отличались от целины единичным включении в биоценоз видов, предпочитающих более аридные территории, таких как Blaps halophila F.-W. На сильносбитом участке, где проективное покрытие растительного сообщества, состоящего из низкопродуктивного разнотравья, не превышало 15 %, наряду с Blaps halophila F.-W. получают распространение другие сухостепные виды жуков, среди которых Gonocephalum granulatum Fabric. и Platyscelis hypolitha Pall. Одновременно отмечается выпадение таких плохо переносящих недостаток влаги целинных видов как Crypticus quisquilius L.
Выводы. Рекомендации.
Подводя итог можно сделать вывод о том, что антропогенное воздействие, в данном случае сельскохозяйственная деятельность человека, влияет на все компоненты пастбищной экосистемы и приводит к снижению общей плотности населения Lumbricidae в связи с изменением накопления детрита почв, и,
□ Содержание гумуса ® С о5щ% ^СгхСфк
Рисунок 2
Изменение гумусного состояния пастбищ лесостепной и степной зон
соответственно, к снижению интенсивности процес- Таким образом, Tenebrionidae и Lumbricidae могут сов его разложения. Различия в структуре населения служить надежными диагностическими показателя-
чернотелок изученных участков обуславливаются, прежде всего, уплотнением почвы сельскохозяйственными животными и отчуждением значительной части вегетативных органов растений, что ведет к изменению микроклимата биогеоценоза в сторону его аридизации.
ми при проведении работ по экологическому мониторингу пастбищных экосистем степной и лесостепной зон.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (Соглашение № 12-04-31384\12).
Литература
1. Гаевская М. А. Изменение свойств лесостепных и степных черноземов при различных антропогенных нагрузках как фактор влияния на состав и численность почвенной мезофауны // Вестник ОГУ № 12 (131). 2011. С. 49-51.
2. Русанов А. М. Гумусное состояние южных черноземов под естественными пастбищами // Почвоведение. 1993. № 11. С. 25-30.
3. Русанов А. М. Почва как фактор восстановления растительности естественных пастбищ // Экология. 2011. № 1. С. 34-42.
4. Русанов А. М., Тюрин А. Н. О влиянии активности почвенной биоты на гумусное состояние естественных биогеоценозов и агроценозов в сухостепной зоне Урала // Степи северной Евразии. Оренбург. 2000. С. 381-383.
5. Русанов А. М., Гаевская М. А. Изменения в сообществе почва - растение - почвенная мезофауна под влиянием антропогенной нагрузки // Вестник ОГУ № 12 (131). 2011. С. 129-132.
6. Степанова О. Б., Русанов А. М., Юров С. А., Поляков Д. Г. Мониторинг земель Оренбургской области. Оренбург, 2011. 28 с.
