ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2010, № 11, с. 1370-1380
^ БИОЛОГИЯ ^^^^^^^^^^^^^^^^
ПОЧВ
УДК 502:591.524.21
МЕЗОФАУНА РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПОЧВ ПОД ЮЖНОТАЕЖНЫМИ ЕЛЬНИКАМИ (ТВЕРСКАЯ ОБЛАСТЬ)*
© 2010 г. С. Ю. Грюнталь
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова, 119071, Москва, Ленинский пр-т, 33
e-mail: sgryuntal@yandex.ru Поступила в редакцию 24.11.2009 г.
Рассмотрены особенности мезофауны трех типов южнотаежных ельников, произрастающих на буроземе, дерново-палево-подзолистой и белоподзолистой почвах. Установлено, что при определенном сходстве мезофауны (во всех случаях численность Chilopoda, Coleoptera, а среди них — Sta-phylinidae и Diptera, а среди них — Rhagionidae оказалась одинаковой; животные сосредоточены главным образом или только в подстилке; в трофическом отношении наблюдается господство зоофагов, а среди сапрофагов — первичных разрушителей) выявлен и ряд черт, характерных для отдельных типов почв. В ряду: бурозем, дерново-палево-подзолистая и белоподзолистая почвы — наблюдается статистически достоверное уменьшение численности дождевых червей, а в ряду: дерново-палево-подзолистая, бурозем и белоподзолистая почвы — Diplopoda и калькофильных форм, что находится в прямой зависимости от разнообразия лиственных пород и близости залегания карбонатной морены. Кроме того, некоторые виды могут служить индикаторами отдельных характеристик почвы. В частности, подтвердились существующие данные о том, что на повышенную влажность указывает присутствие стафилина Quedius fuliginosus, а на повышенное содержание гумуса — присутствие другого представителя этого семейства (Philonthus decorus). О низкой кислотности гумуса говорит наличие стафилина Tachinus marginellus, а о повышенной его кислотности — низкая численность или отсутствие дождевых червей Octolasium lacteum и Dendrodrilus rubidus f. tenuis.
ВВЕДЕНИЕ
Родоначальник почвенной зоологии, Гиляров [4], на ряде примеров показал, что почвенные беспозвоночные могут служить надежными индикаторами при определении типа почв. Особенно это важно в спорных случаях, когда точное определение типа почв затруднено. В частности, этот ученый, исследуя комплекс почвенных са-профагов, наглядно показал различия между буроземами и серыми лесными почвами [5]. Изучение почвенных беспозвоночных позволило более точно разграничить лесные биогеоценозы воло-систоосокового и снытевого циклов [28]. Наши исследования показали, что почвенные беспозвоночные более чувствительны к рекреационному воздействию, чем растительность [8]. Поэтому изучение почвенных беспозвоночных проводится в биогеоценозах разных природных зон, в том числе и в таежных лесах [14—18, 20, 26, 30]. Однако лишь в некоторых случаях кроме характеристики лесных насаждений приводятся сведения о почвах.
Цель настоящего исследования — характеристика почвенной мезофауны разных типов почв под южнотаежными ельниками для выявления групп и видов, которые могут служить индикаторами поч-
* Работа выполнена при поддержке программы "Биоразнообразие".
венных условий на территории Центрально-лесного государственного природного биосферного заповедника (ЦЛГПБЗ) (Тверская обл.).
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Исследования проводили на территории ЦЛГПБЗ, большая часть которой занята еловыми лесами южнотаежного типа [23]. Согласно данным Гончарук, [7] на территории заповедника встречаются почвы шести типов. Наши исследования были проведены в ельниках, произрастающих на палево-подзолистых, белоподзолистых и бурых лесных (буроземах) почвах. На долю этих почв в заповеднике в сумме приходится 75.3% или 49.5, 25.2 и 0.6% соответственно [7]. Согласно исследованиям, проведенным почвоведами на территории заповедника [30], буроземы занимают выпуклые части крутых дренированных склонов (камы и озы), что обеспечивает свободный дренаж. Подстилающими породами служат бескарбонатные или глубококарбонатные супесчано-легкосуглинистые двучлены или мощные озовые пески.
Дренированные покатые и относительно крутые склоны (обычно средние и нижние части) заняты преимущественно дерново-палево-подзолистыми почвами. В отличие от буроземов они
Таблица 1. Лесотипологическая и почвенная характеристики обследованных типов леса
Показатель Ельник неморально- Ельник липняково- Ельник сфагново-черничный
кисличный (78 кв.) ясменниковый (92 кв.) (78 кв.)
Формула древостоя 10Е + Б + Ос 8Е1ИВД 1Лп + ОЛЧ* 6Е2Б2Ос
Отдельные деревья березы, Единичные деревья: Подлесок — рябина.
осины, клена, ольхи. 6Е2Ос1Б1ОЛЧ
Подлесок — рябина. Отдельные деревья клена Подлесок - рябина, лещина, жимолость
Возраст Возраст ели — 100, 160 и 210 лет В первом случае: возраст ели — 45 и 120 лет, ивы древовидной - 40 лет. Во втором случае: возраст ели — 180 и 220 лет, осины — 140 лет Возраст ели — 80 и 110 лет
Бонитет ели II II II
Почва Бурозем лесной кислый Дерново-палево-среднепод- Белоподзолистая потечно-гу-
оподзоленный легкосугли- золистая грунтово-оглеен- мусовая иллювиально-желе-
нистый на покровном су- ная супесчаная зистая супесчаная на тяжелом
глинке моренном суглинке
Гумус, % Модер - 5.5 Модер — 5.0 Мор — 0.2—0.3
рН гумусового горизонта 4.80 3.60 4.59
Мощность подстилки, см 4 8 9
рН подстилки 5.01 4.40 4.72
Зольность подстилки 38.68 Не опр. 11.86
* ИВД — ива древовидная; ОЛЧ — ольха черная.
располагаются на карбонатных суглинистых двучленах.
Белоподзолистые почвы расположены на плоских водораздельных участках рельефа. Для этих почв характерно избыточное увлажнение, застой влаги, особенно в весеннее-осенний период. Подстилающими породами служат бескарбонатные или слабо(глубоко)карбонатные суглинистые или супесчано-суглинистые двучлены. На перечисленных типах почв развиваются лесные насаждения. В качестве объектов исследования выбраны три типа ельников: неморально-кисличный, липняково-ясменниковый и сфагново-черничный, произрастающие на буроземе, дерново-палево-подзолистой и белоподзолистой почвах соответственно.
Характеристика насаждений и почв с их полными названиями приведена в табл. 1. В названных типах леса в 2006—2008 гг. проведены почвенные исследования. В каждом биотопе было взято по 32 почвенных пробы площадью 1/16 м2. Подстилку разбирали в лаборатории, а верхний (0—10 см) почвенный слой — непосредственно в поле. В ельнике сфагново-черничном почвенных беспозвоночных учитывали лишь в подстилке (в почве представители мезофауны отсутствовали).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Данные о групповом составе и средней численности почвенных беспозвоночных приведены в табл. 2. Численность мезофауны как в буроземе, так и дерново-палево-подзолистой почве была практически одинаковой (различия статистически недостоверны при Р > 0.05) и достоверно выше (при Р > 0.05), чем в белоподзолистой почве. Причина — застойное увлажнение в ельнике на белоподзолистой почве, неблагоприятным образом сказывающееся на этих организмах. В то же время ельники неморально-кисличный и липня-ково-ясменниковый приурочены к хорошо дренированным участкам. Однако если рассматривать отдельные группы, то оказалось, что численность таких беспозвоночных, как СШороёа (а среди них — Мопо1аг5оЫи5 сигИрвз), Со1еор1ега (а среди них — 81а-рИуЦтёае) и КИа§ютёае (среди Diptera) одинакова (при Р > 0.05). Численность некоторых групп животных была одинаковой в двух типах почв. Это пауки, (бурозем и дерново-палево-подзолистая почва) щелкуны, а среди них — ААош ниЪис^ (дерново-палево-подзолистая и белоподзолистая почвы: 28.00 ± 5.70 и 19.50 ± 3.30 соответственно) и моллюски (бурозем — белоподзолистая почвы, при Р > 0.05). В то же время выявлены почвенные животные, предпочитающие определенные типы
Таблица 2. Групповой состав и средняя численность (экз./м2) почвенных беспозвоночных в разных типах почв под южнотаежными ельниками ЦЛГПБЗ
Группа Бурозем (неморально-кисличный) Дерново-палево-подзолистая (липняково-ясменниковый) Белоподзолистая (сфагново-черничный)
Mermitidae 2.0 0.5 -
Lumbricidae: 38.50 ± 6.88 20.50 ± 4.54 6.00 ± 1.84
в том числе:
Dendrobaena octaedra 35.0 17.5 6.0
Dendrodrilus rubidus f. tenuis 3.0 - -
Octolasium lacteum 0.5 1.0 -
Aporrectodea caliginosa - 2.0 -
Mollusca 5.50 ± 1.98 17.50 ± 3.08 3.50 ± 1.17
Oniscoidea (Ligidium hypnorum) - 6.0 0.5
Opiliones 4.0 1.5 0.1
Aranei 23.00 ± 3.93 25.50 ± 5.65 45.50 ± 8.37
Diplopoda 35.00 ± 5.36 54.50 ± 7.74 5.50 ± 1.95
в том числе:
Sarmatiulus kessleri 19.5 31.5 -
Xestoiulus laeticollis mierzeyewskii 4.0 6.5 0.5
Polydesmus denticulatus 1.0 5.0 3.0
Megaphyllum sjaelandicum 3.0 6.5 1.5
Polyzonium germanicum 1.5 4.0 0.5
Strongylosoma stigmatosum 3.5 1.0 -
Brachyiulus jawlowskii 0.5 - -
Leptoiulus proximus 1.0 - -
Chilopoda (Monotarsobius curtipes) 43.00 ± 6.10 29.00 ± 5.07 36.00 ± 5.92
Blattodea - - 0.5
Hemiptera 3.5 3.0 1.0
Coleoptera: 65.50 ± 6.01 71.00 ± 7.28 66.50 ± 7.45
в том числе:
Carabidae i*, L** 3.0 3.5 3.0
Staphylinidae i, L 43.00 ± 5.07 33.50 ± 4.84 30.50 ± 4.89
Elateridae i, L 13.00 ± 2.59 24.00 ± 3.94 29.00 ± 5.63
в том числе:
Athous subfuscus 11.00 ± 2.59 19.50 ± 3.30 28.00 ± 5.70
Cantharidae L - 4.0 2.0
Scarabaeidae (Geotrupes stercorosus) 1.0 - -
Curculionidae i, L 4.5 6.0 1.0
в том числе:
Otiorhynchus scaber i 1.5 0.5 -
O. nodosus i - - 0.5
Hylobius pinastri i - 0.5 -
Nitidulidae i - 0.5 0.5
в том числе:
Cychramus variegates - 0.5 -
Epuraea muehli - - 0.5
Scirtidae (Cyphon padi) 0.5 - -
Таблица 2. Окончание
Группа Бурозем (неморально-кисличный) Дерново-палево-подзолистая (липняково-ясменниковый) Белоподзолистая (сфагново-черничный)
Leiodidae i 0.5 0.5 0.5
в том числе:
Nargus velox 0.5 - -
Agathidium laevigatum - 0.5 -
Anisotoma castanea - - 0.5
Lepidoptera L. 3.5 6.0 10.0
Hymenoptera - 1.5 -
Diptera L. 21.00 ± 3.50 21.50 ± 3.62 11.50 ± 3.48
в том числе:
Rhagionidae 10.00 ± 2.62 9.50 ± 2.33 9.50 ± 3.23
Tipulidae 8.0 5.5 -
Sciomyzidae 0.5 0.5 -
Dolichopodidae 0.5 - 0.5
Muscidae 0.5 - 0.5
Asilidae (?) 0.5 - -
Limoniidae - - 0.5
Tabanidae - 2.0 -
Cyclorrhapha 1.0 2.5 0.5
Diptera gen. sp. - 1.5 -
Общая численность, экз./ м2 244.50 ± 17.76 258.00 ± 15.68 186.50 ± 19.52
* Взрослые бе
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.