ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ, 2007, № 6, с. 748-754
= ЭКОЛОГИЯ =
УДК 631.468(470.45)
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО НАСЕЛЕНИЯ ГЛИНИСТОЙ ПОЛУПУСТЫНИ СЕВЕРНОГО ПРИКАСПИЯ
© 2007 г. Т. С. Всеволодова-Перель, М. Л. Сиземская
Институт лесоведения РАИ, 143030 Московская обл., с. Успенское E-mail: root@ilan.msk.ru Поступила в редакцию 20.11.2006 г.
Подведены итоги многолетних почвенно-зоологических учетов, проведенных в глинистой полупустыне на базе Джаныбекского стационара Института лесоведения РАН. Проанализированы особенности пространственного распределения беспозвоночных (мезофауны) в почвах, составляющих трехчленный солонцовый комплекс.
Глинистая полупустыня Северного Прикаспия отличается неоднородностью почвенно-расти-тельного покрова. Каким образом это отражается на распределении почвообитающих беспозвоночных животных (мезофауны) показывают результаты многолетних почвенно-зоологических учетов, сопоставленные с особенностями почвенного и растительного покрова полупустыни.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Джаныбекский стационар Института лесоведения РАН, в районе которого проведены полевые исследования, расположен в глинистой полупустыне Северного Прикаспия в междуречье Волги и Урала, в 30 км к северу от оз. Эльтон (Волгоградская обл.).
Климат района резко континентальный. Среднегодовая сумма осадков составляет около 300 мм. Температура воздуха может достигать летом 42°С и -38°С зимой. Характерной климатической особенностью является многократное превышение испаряемости над осадками (Биогеоце-нотические основы ..., 1974).
Почвообразующие породы представлены однородными засоленными тяжелыми карбонатными хвалынскими суглинками. Равнинный рельеф местности осложнен мезопонижениями - большими падинами (площадью от 1 до 100 га) с луго-во-каштановыми почвами. На межпадинной равнине развит мелкоконтурный трехчленный полупустынный солонцовый комплекс, связанный с микрорельефом. К микроповышениям, занимающим до 50% площади, приурочены солончаковые солонцы, микросклоны занимают солонцеватые светло-каштановые почвы (25% территории), а в западинах, представляющих собой небольшие понижения глубиной около 30-50 см, развиты неза-соленные лугово-каштановые почвы.
На микроповышениях почва получает в четыре раза меньше влаги, чем в западинах, что отражается на характере водного режима (табл. 1). Формирующиеся на микроповышениях солончаковые солонцы отличаются наиболее низким содержанием гумуса в верхнем почвенном горизонте (табл. 1), имеющем непрочнокомковатую по-рошистую структуру. Глубже 15 см почва засолена, среди солей преобладают сульфаты натрия. На глубине 40 см в подсолонцовом горизонте отмечается первый максимум накопления сульфата кальция (гипса).
Светло-каштановые солонцеватые почвы, узкой лентой опоясывающие солонцы, относятся к числу типичных для сухих степей умеренного пояса. Гумусовый горизонт агрегирован, имеет непрочную плитчато-пластинчатую структуру, мягкий, густо переплетен корнями растений. Переходный по гумусу горизонт А1В глубже 25 см сменяется выщелоченным горизонтом, который четко отграничен от иллювиально-карбонатного, начинающегося на глубине около 50 см.
В западинах с периодически промывным водным режимом почва не засолена. Произрастающая здесь травянистая растительность образует уплотненную дернину толщиной в несколько сантиметров. Верхний слой почвы (горизонт А1) отличается наиболее высоким содержанием гумуса (табл. 1). Выщелоченный горизонт глубже 35 см переходит в иллювиально-карбонатный, образованный твердым средним суглинком.
Беспозвоночных учитывали стандартным методом ручной разборки почвы. Площадь каждой пробы 0.25 м2, глубина до 30 см. Учеты проводили весной, в конце апреля-первой половине мая в 1965-1967, 1982-1983 и 2000 гг. За все годы наблюдений взято 80 проб. Из них 24 на микроповышениях, столько же в западинах и 32 на микросклонах. Отчасти использованы также сборы, проведенные в 1966 г. и 2003 г. в западинах с за-
Таблица 1. Некоторые особенности почвенно-растительного покрова на разных элементах микрорельефа*
Характеристика Микроповышение Микросклон Западина
Растительная ассоциация Прутняково-чернополын-ная Пустынно-житняково-ро-машниковая Разнотравно-злаковая
Проективное покрытие, % 35-65 40-75 85-95
Количество видов в травя- 28 40 80
ном покрове
Средняя продуктивность 8.4 11.6 24.0
травостоя, ц/га
Масса тонких корней, г/м2
слой 0-5 см 38 150 258
слой 0-50 см 525 792 1097
Тип почвы Солончаковый солонец Светло-каштановая Лугово-каштановая
Мощность гумусового 0-15 0-17 0-25
слоя, см
Гумус (в горизонте А1), % 1.78 2.81 3.63
рН (в горизонте А1) 8.39 8.19 7.88
Водный режим Десуктивно-выпотной Непромывной Периодически промывной
Глубина промачивания, см 0-30 30-100 Сквозное промачивание
* Составлено с использованием данных работы Биогеоценотические основы..., 1974.
рослями спиреи зверобоелистной и в балке с естественной древесно-кустарниковой растительностью у оз. Эльтон.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Характерной особенностью почвенного населения глинистой полупустыни является неоднородность его пространственного распределения, связанная с солонцовым комплексом. В этом отношении наиболее значительные различия наблюдаются при сравнении наиболее контрастных почв солонцового комплекса. Типичные для сухой степи светло-каштановые почвы микросклонов первоначально производят впечатление лишь контактной зоны с "переходным" видовым составом беспозвоночных (Арнольди и др., 1971; Чернова, 1971). Подобным образом охарактеризован в одной из недавних публикаций и видовой состав растительности микросклонов (Сухоруков, 2005). Иное, более точное представление о пространственном распределении беспозвоночных дает привлечение таких показателей, как встречаемость, численность, количественное соотношение видов.
Различия в структуре почвенного населения между отдельными элементами солонцового комплекса обнаруживаются уже на уровне количественного соотношения представителей преобладающих крупных таксономических групп (рис. 1, 2).
В лугово-каштановых и светло-каштановых почвах собраны личинки Elateridae - проволочников. Они представлены преимущественно двумя широко распространенными, но считающимися характерными для степей видами Agriotes sputator и Selatosomus latus (Медведев, 1950; Гурьева, 1965) (табл. 2). A. sputator наиболее распространен в плакорных степях (Гурьева, 1965), предпочитает светло-каштановые почвы микросклонов (табл. 2). Здесь его численность в периоды с особенно благоприятными погодными условиями превышала 100 экз./м2 (рис. 3). Важной для этого вида особенностью светло-каштановой почвы является ее относительно хорошо выраженная по-розность, поскольку личинки A. sputator не способны самостоятельно прокладывать ходы (Ги-ляров, 1949). Личинки S. latus могут активно передвигаться в почве, а также частично воспол-
(а)
(б)
30
47
37
23
43
20 □ 3
Рис. 1. Соотношение (%) массовых групп беспозвоночных в почве микросклонов (а) и западин (б): 1 -долгоносики; 2 - проволочники; 3 - прочие беспозвоночные.
Рис. 2. Соотношение (%) массовых групп беспозвоночных в почве микроповышений на следующий год после затопления пониженных элементов рельефа (а) и в среднем в сборах за все другие годы учетов (б): 1 - долгоносики; 2 - жужелицы; 3 - мокрицы; 4 - прочие беспозвоночные.
Рис. 3. Численность (экз./м2) проволочников Agriotes sputator в почве в сопоставлении с условиями увлажнения почвы: 1 - сумма осадков (мм) за вегетационный период предшествовавшего года; 2 - численность на микросклонах; 3 - численность в западинах.
нять избыточную потерю влаги во время засухи за счет усиленного потребления живых тканей растений. В степях этот вид, как и в нашем исследовании (табл. 2), тяготеет к пониженным элементам микрорельефа с хорошо развитым дерновым слоем (Гурьева, 1965; Скопин, 1958). Западины с их густой травянистой растительностью (табл. 1) S. latus обычно избирает и для яйцекладки. Так, при наших учетах весной 2000 г. его численность в лугово-каштановой почве западин оказалась необычно высокой - более 40 экз./м2, но при этом большинство собранных личинок принадлежало к первому возрасту.
S. latus, наравне с A. sputator, относится в западинах к доминирующим видам проволочников (табл. 2). Несколько чаще, чем на микросклонах, встречается здесь и степной Cardiophorus vestigia-lis. В пробах, взятых на солонцах, он отсутствовал, а два других названных вида были редки и крайне немногочисленны.
Распределение единично встречающихся лож-нопроволочников (личинок Tenebrionidae и Alle-culidae) оказалось еще более контрастным. Только на солонцах собраны личинки и жуки Belopus procerus. Этот вид распространен в подобных условиях на юго-востоке европейской части России и в степях Казахстана (Медведев, 1950; Вызо-
ва, Келейникова, 1964). В западинах найдены личинки полизонального Crypticus quisquilius и двух мезофильных видов характерного для степей рода Blaps (В. lethifera и В. halophila). Те же виды чернотелок встречались на пониженных элементах рельефа и при обследовании целинных земель на севере Акмолинской обл. в Казахстане (Скопин, 1958). В спирейных западинах собран распространенный в Заволжье и Западном Казахстане подвид степного мезофила Omophlus proteus deserticola, кроме того найденный нами в балке у оз. Эльтон.
Предпочтение, оказываемое степными мезо-филами и полизональными видами лугово-каш-тановым почвам западин, в значительной степени связано с тем, что здесь складывается наиболее благоприятный для них режим влажности (табл. 1).
Только личинки характерного для казахской степи (Медведев, 1950) вида Pedinus volgensis отмечены во всех почвенных разностях, образующих солонцовый комплекс. Отсутствие в наших сборах личинок часто встречающегося сорно-по-левого Opatrum sabulosum, размножающегося в летнее время, обусловлено весенними сроками учетов.
Всюду в почвах солонцового комплекса к доминантам относятся Curculionidae (рис. 1, 2). Они
Таблица 2. Встречаемость и количественное соотношение проволочников (Elateridae) в почвах солонцового комплекса
Вид Встречаемость, % К
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.