Рис.3. Видовое разнообразие естественных местообитаний на примере заливного луга р. Щучье.

Исследование проведенное на заливном лугу под действием рекреационной нагрузки показало что количество таксонов сокращается с 8 до 4. Доминирующую позицию занимает Pterostichus niger - 40%, и хищные стафилиниды Xantholinus (см. рис.4). На заливном лугу около мусороперерабатывающего завода не было найдено ни одного таксона.

Рис. 4. Видовое разнообразие местообитаний, подверженных рекреационной нагрузке, на примере заливного луга р. Иртыш.

Сравнительный анализ видового состава педобионтов разных подзон и провинций на основании использования индекса общности фаун Жаккара (Песенко, 1982) низкая 0 - 0,19 (максимально 1). Наибольшее сходство 0,19 наблюдается между естественными местообитаниями. Среднее значение 0,12 между генетически родственными биотопами хвойная тайга и смешанная тайга (табл. 1). Минимальное значение между естественными местообитаниями это заливные луга реки Щучье и заливные луга под действием рекреационной нагрузки и под действием мусороперерабатывающего завода.

Таблица 1. Сходство биотопов по фаунистическому составу окрестностей г. Ханты-Мансийска

Максимальная плотность достигает на пойменном лугу р. Щучье. Рекреационная нагрузка снижает показатель в 2,53 раза. Влияние мусороперерабатывающего завода снижает этот показатель до нуля. Образование вторичного сообщества на месте вырубки лесов оставляет этот показатель на одинаковом уровне (см. рис.5).

Рис. 5. Плотность почвенной мезофауны различных местообитаний.

Биомасса приобретает максимальное значение в хвойной тайге 6,8 грамм на см². Образование вторичного сообщества на месте вырубки лесов снижает биомассу в 2,97 раза. Влияние рекреационной нагрузки снижает биомассу в 2,05 раза. Влияние мусороперерабатывающего завода до исчезновения (рис. 6).

Рис.6. Биомасса педобионтов различных местообитаний.

На всей территории округа педобионты локализуются в верхних слоях (Стриганова, Порядина 2005). Почвенные организмы в основном занимают подстилку и верхний слой (0-10 см) в тайге, в заливных лугах педобионты сосредоточены на подстилке, возможно это объясняется близким расположением грунтовых вод (рис.7).

Рис.7. Вертикальное распределение педобионтов в почве.

Соотношение почвенной мезофауны по возрастным состояниям характеризуется стабильным типом возрастного спектра в возделываемых и заброшенных агроценозах, т.е. преобладанием неполовозрелых (личиночных стадий) и коконов. Регресивным типом, т.е. увеличением численности половозрелых особей (Стриганова, 2005). Заливные луга характеризуются полностью регрессивным типом, возможно это объясняется тем, что стадии кокона трудно обнаруживаются (рис.8).

Рис.8. Возрастной состав педобионтов.

3.2 Результаты исследование почвы

Таблица 2. Показатели водопроницаемости.

Сопоставление результатов анализа структуры, водопрочности и водопроницаемости образцов почв позволяет сделать вывод, что почва нарушенных местообитаний в большей степени деструктурирована, имеет ярко выраженный непропорциональный состав: с одной стороны глыбистый характер, с другой - распыленность. Так же почвы вторичнонарушенных биотопов и биотопов, находящихся под действием нугрузки, не способны удерживать свою структуру под действием воды, и обладают большой влагоудерживающей способностью, что негативно сказывается на качестве данных почв как среды обитания: они характеризуются слабой дренажной системой, наличием излишней влаги, застойными явлениями. Эти результаты являются последствием негативного воздействия на почвы в ходе их механической обработки.

При воздействии воды на почву большинство из образующихся минеральных солей растворяются и переходят в водную вытяжку, в которой они могут быть определены соответствующими методами. Таким образом, по данным анализа водной вытяжки из почвы можно судить о санитарном состоянии почвы, т.е. о характере и степени загрязнения почвы органическими веществами, интенсивности их минерализации и завершенности процесса самоочищения почвы. Анализ водной вытяжки позволяет определить уровень и тип естественного засоления почв (Почва и почвообразование, 1988).

Качественный анализ водной вытяжки показал что, естественный биотоп - хвойная тайга и вторичнообразованное вообщество - смешанная тайга, находятся в состоянии вторичного засоления. Вторичное засоление хлоридами в первом слое испытывают также и остальные биотопы, самое высокое значение достигает на заливном лугу около мусороперерабатывающего завода (до 50 мл/л). Действие рекреационной нагрузки и мусороперерабатывающего завода приводит к засолению хлоридами и второго слоя почв (см. табл.3). Это может объяснить то, что педобионты были найдены только в 1 слое. На заливном лугу около завода не найдено ни одного таксона.

Таблица 3. Показатели водной вытяжки.

Уровень рН почв естественного заливного луга и луга, под действием рекреационной нагрузки близок к нейтральному показателю и в среднем составляет рН 6,27 и 6,08 соответственно. Почвы луга под действием рекреационной нагрузки имеет слабощелочную реакцию рН 7,2. Хвойная тайга характеризуется слабокислой рН 5,53. Почвы вторично-образованного биотопа и луга под действием завода смещены в более кислую сторону 4,43 и 4,27 соответственно. Полученные данные уровня реакции среды можно считать нормой для черноземных почв (Мищенко, 1991), и оптимальными условиями для мезофауны исследуемых биотопов (см. рис.11).

Средним показателем содержания гумуса для таежных почв являются 2 - 4 %. Полученные нами данные содержания гумуса в таежных лесах превышают норму (среднее 7,5), что можно объяснить характером почвы и условиями процесса ее формирования (разнотравье, увлажнение, теплообеспеченность). Во вторых слоях таежных участков очень низкое содержание гумуса 0,18 и 0,9, так как эти почвы глинистые. Гумус в естественном луге имеет низкое значение 1,5 и 1,24. Луг, находящийся под действием завода, также не изменяет тенденцию. На лугу, под действием рекреационной нагрузки, происходит увеличение доли гумуса в 5,5 раз. Процент содержания гумуса в почве зависит от водопроницаемости и водопрочности фракций, согласно показателям этих характеристик можно предположить, что гумус поля подвержен вымыванию в нижние слои. Кроме того, большая часть органического вещества, продуцируемая агроценозом, не включается в оборот веществ, а выводится из него. Эти факторы неизбежно ведут к уменьшению содержания гумуса в почве искусственно созданного сообщества.

Рис.11. Содержание РН и процентное соотношение гумуса в различных биотопах.

Выводы

1. Почвы ненарушенных биотопов окрестностей г. Ханты-Мансийска имеют оптимальный процент экологически ценной фракции, качественные физико-химические характеристики, высокий процент гумуса, слабощелочную реакцию. Почва нарушенных биотопов деструктурирована, подвержена вымыванию, испытывает вторичное засоление, содержание гумуса ниже нормы черноземных почв или превышает ее во много раз.

2. Исследованная почвенная мезофауна относится к 8 семействам, обнаружено 25 таксонов, принадлежащих к 2 типам: тип кольчатые черви (2 вида), тип членистоногие (18 видов). Из них наибольшим разнообразием отличался класс насекомые, отряд жесткокрылые, семейство жужелицы (7 видов).

3. Оценка вертикального распределения мезофауны в почвах показала концентрацию педобионтов в верхних слоях почвы на лугах. В таежных зонах (хвойная и смешанная тайга) отмечалось проникновение в нижние слои.

4. Фаунистическое сходство, рассчитанное по индексу Жаккара, низкое от 0 до 0, 19. Максимально между естественными местообитаниями, а также между генетически родственными биотопами.

5. Максимальная плотность на пойменном лугу р. Щучье. Рекреационная нагрузка снижает в 2,53 раза, влияние завода снижает до 0. Биомасса колеблется от 0,81 до 13,6. Максимальное значение в хвойной тайге, в 2,97 раза снижает образование вторичного сообщества на месте вырубки, рекреационная нагрузка снижает биомассу в 2,05 раза.

6. При усилении антропогенного воздействия на биотоп уменьшается биологическое разнообразие мезофауны. Нарушение структуры почвы и разрушение естественных растительных сообществ ведет к обеднению почвенного населения в количественном и качественном аспекте.

Библиографический список

1. Акимушкин И.А. Мир животных: беспозвоночные. - М.: Молодая гвардия, 1992. - 365 с.

2. Атлавините О. Влияние дождевых червей на агроценозы. - Вильнюс: Мокслас, 1990. - 179 с.

3. Балуев В.К. Дождевые черви основных почвенных разностей Ивановской области // Почвоведение. - 1950. - № 4. - С.219-227.

4. Богатов В.В., Стороженко С.Ю., Баркалов В.Ю., Холин С.К., Макарченко Е.А., Прозорова Л.А. Биогеография острова Сахалин на примере распространения наземной и пресноводной биоты // Теоретические и практические проблемы изучения сообществ беспозвоночных: памяти Я.И. Старобогатова / под ред.А.И. Кафанова, П.В. Кияшко, Б.И. Сиренко. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2007. - С. 193-224.

5. Бызова Ю.Б. Дыхание почвенных беспозвоночных // Экология почвенных беспозвоночных. - М.: Наука, 1973. - С. 3-40.

6. Воробейчик Е.Л. Население дождевых червей (Lumbricidae) лесов Среднего Урала в условиях загрязнения выбросами медеплавильных комбинатов // Экология. - 1998. - № 2. - С. 102-108.

7. Всеволодова-Перель Т.С. Дождевые черви фауны России: Кадастр и определитель. - М.: Наука, 1997. - 102 с.

8. Ганин Г.Н. Почвенные животные Уссурийского края. - Владивосток-Хабаровск: Дальнаука, 1997. - 160 с.

9. Гиляров М.С. Методы количественного учета почвенной фауны // Почвоведение. - 1941. - № 4. - С.47-76.

10. Гиляров М.С. (ред.). Определитель обитающих в почве личинок насекомых. - М.: Наука, 1964. - 920 с.

11. Гиляров М.С. Учет крупных почвенных беспозвоночных (мезофауны) // Методы почвенных зоологических исследований. - М.: Наука, 1975. - С.12-29.

12. Гиляров М.С., Криволуцкий Д.А. Жизнь в почве. - М.: Молодая гвардия, 1985. - 191 с.

13. Голованова Е.В. Население дождевых червей (Lumbricidae)"Птичьей Гавани" в условиях загрязнения свинцом // Изучение экосистемы природного парка "Птичья Гавань". - Омск: Изд-во ОмГПУ, ООО "Издательский дом "Наука", 2003. - С.99-105.

14. Голованова Е.В. Популяции дождевых червей придорожных полос в условиях загрязнения свинцом // Экологические механизмы динамики и устойчивости биоты. - Екатеринбург: Академкнига, 2004. - С.54-60.

15. Догель В.А. Зоология беспозвоночных. - М.: Высшая школа, 1981. - 606 с.

16. Иванов А.В. Система животного мира // Протисты: Руководство по зоологии. - СПб: Наука, 2000. - С.97-114.

17. Иоганзен Б.Г. Основы экологии. - Томск: Изд-во ТГУ, 1959. - 390 с.

18. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. - М.: Изд-во Московского университета, 2005. - 445 с.

19. Зражевский А.И. Дождевые черви как фактор плодородия лесных почв. - Киев: Изд-во АН УкрССР, 1957. - 271 с.

20. Криволуцкий Д.А. Животный мир почвы. - М.: Знание, 1969. - 47 с.

21. Криволуцкий Д.А. Почвенная фауна в экологическом контроле. - М.: Наука, 1994. - 269 с.

22. Курчева Г.Ф. Роль животных в почвообразовании. - М.: Знание, 1973. - 64 с.

23. Курчева Г.Ф. Роль почвенных животных в разложении и гумификации растительных остатков. - М.: Наука, 1971. - 156 с.

24. Малевич И.И. Собрание и изучение дождевых червей - почвообразователей. - М.: Изд-во АН СССР, 1950 - 37 с.

25. Орлов В.А. Элективные курсы по физике и их роль в организации профильного и предпрофильного обучения // Физика в школе. - 2003. - № 7. - с.36-38.

26. Перель Т.С. Жизненные формы дождевых червей (Lumbricidae) // Журнал общей биологии. - 1975. - Т.36. - № 2. - С.189-202.

27. Перель Т.С. Различия организации разных представителей дождевых червей в связи с особенностями их экологии // Адаптация почвенных животных к условиям среды. - М.: Наука, 1977. - С.129-144.

28. Перель Т.С. Распространение и закономерности распределения дождевых червей фауны СССР. - М.: Наука, 1979. - 272 с.

29. Петунин О. Элективные курсы для профильного биологического образования // Народное образование. - 2003. - № 9. - С.107-111.

30. Пирогова Т.И. Полевое и лабораторное изучение почв. - Омск, 2004. - 128 с.

31. Пирогова Т.И. Практикум по почвоведению. Омск: Изд-во ОмГПУ, 2006 - 41с

32. Побережная Т.М. Ландшафтно-геохимические исследования на Сахалине // Вестник ДВО РАН. - 2006. - № 1. - С.109-114.

33. Польский Б.Н. Практические занятия и межсессионные задания по географии почв с основами почвоведения. - М.: Просвещение, 1972. - 188 с.

34. Радкевич В.А. Экология. - Мн.: Вышейша школа, 1998. - 159 с.

35. Раковская Э.М., Давыдова М.И. Физическая география России. Ч.2. Азиатская часть, Кавказ и Урал. - М.: Владос, 2001. - 304 с.

36. Рягин С.Н. Проектирование содержания профильного обучения в современной школе: Монография. - Омск: ООИПРО, 2003. - 155 с.

37. Синько Т.П. Элективные курсы // Естественнонаучное образование в школе: теория и практика. - 2005. - № 1. - С.5-9.

38. Соколов А.А. Значение дождевых червей в почвообразовании. - Алма-Ата: 1956. - 261 с.

39. Стриганова Б.Р. Питание почвенных сапрофагов. - М.: Наука, 1980. - 243 с.

40. Стриганова Б.Р. Порядина Н.М. Животное население почв бореальных лесов Западно - Сибирской равнины. М.: Товарищество научных изданий КМК. 2005 г.234с.

41. Фасулати К.К. Полевое изучение наземных беспозвоночных. - М.: Высшая школа, 1971. - 424 с.

42. Чекановская О.В. Дождевые черви и почвообразование. - М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 203 с.

Размещено на Allbest.ru