научная статья по теме ИЗМЕНЕНИЕ ТАКСОНОМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ НАСЕЛЕНИЯ ПАУКООБРАЗНЫХ-ГЕРПЕТОБИОНТОВ В ГРАДИЕНТЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОТ ВЫБРОСОВ МЕДЕПЛАВИЛЬНОГО КОМБИНАТА Охрана окружающей среды. Экология человека

Текст научной статьи на тему «ИЗМЕНЕНИЕ ТАКСОНОМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ НАСЕЛЕНИЯ ПАУКООБРАЗНЫХ-ГЕРПЕТОБИОНТОВ В ГРАДИЕНТЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОТ ВЫБРОСОВ МЕДЕПЛАВИЛЬНОГО КОМБИНАТА»

ЭКОЛОГИЯ, 2009, № 5, с. 378-382

УДК 595.4+504.74.05:504.054:66/.67

ИЗМЕНЕНИЕ ТАКСОНОМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ НАСЕЛЕНИЯ ПАУКООБРАЗНЫХ-ГЕРПЕТОБИОНТОВ В ГРАДИЕНТЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОТ ВЫБРОСОВ МЕДЕПЛАВИЛЬНОГО КОМБИНАТА

© 2009 г. М. П. Золотарев

Институт экологии растений и животных УрО РАН 620144 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202 E-mail: zmp@ipae.uran.ru Поступила в редакцию 20.11.2007 г.

Рассмотрено изменение динамической плотности герпетобионтных паукообразных и соотношение жизненных форм пауков в условиях трансформации южно-таежных лесов под действием выбросов медеплавильного комбината. В градиенте загрязнения наблюдается снижение динамической плотности паукообразных, замещение тенетных форм засадными, связанное с увеличением обилия семейств Lycosidae и Gnaphosidae и уменьшением — семейства Linyphiidae, увеличение пространственного варьирования обилия паукообразных. Одно семейство сенокосцев (Nemastomatidae) полностью исчезает возле завода.

Ключевые слова: герпетобионты, пауки, сенокосцы, жизненные формы, промышленное загрязнение, тяжелые металлы, медеплавильный завод, Средний Урал.

Воздействие цветной металлургии на сообщества наземных беспозвоночных животных изучается давно, однако реакция паукообразных остается мало исследованной, а основное внимание уделяется содержанию в них тяжелых металлов (Hopkin, Martin, 1985; Hopkin, 1989; Rabitscs, 1995; Tanasevitsch, 1999; Бутовский, 2001). Известны работы по влиянию сельскохозяйственных мероприятий на структуру сообществ паукообразных агроценозов (Siepel et al., 1989; Aukema et al., 1990; Есюнин, Баталин, 1995; Бельская, Есюнин, 2003). Воздействие промышленного загрязнения на герпетобионтных паукообразных рассматривается преимущественно на ценотиче-ском уровне при сравнении обилия крупных таксонов беспозвоночных (Hopkin, 1989; Koneva, Koponen, 1992; Ермаков, 2004; Гонгальский и др., 2007). Таксономическая структура, видовой состав и соотношение жизненных форм затрагиваются реже (Koponen, Niemelâ, 1995). В районе нашего исследования уже проводились работы по изучению реакции комплекса наземных беспозвоночных на химическое загрязнение (Воробей-чик и др., 1994, 2007; Воробейчик, 1995; Бельская, Зиновьев, 2007), однако специального внимания паукообразным не было уделено.

Цель данной работы — охарактеризовать изменение структуры сообщества герпетобионтных паукообразных, а также соотношения их функциональных групп в градиенте техногенной нагрузки.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Учеты проводили в районе Среднеуральского медеплавильного завода (СУМЗ), действующего с 1940 г. и расположенного в районе г. Ревды Свердловской области. Основу атмосферных выбросов завода составляют 802 и тяжелые металлы (Си, Zn, Бе, Аз, РЬ, Сё и Щ), сорбированные на частицах пыли. Согласно ранее проведенным исследованиям (Воробейчик и др., 1994), учетные площадки заложили на различном удалении от источника выброса — в зонах, отличающихся по степени загрязнения: фоновая 1 — 27—30 км, фоновая 2 — 16—20 км (концентрация тяжелых металлов и 802 на уровне регионального фона, далее "Ф1" и "Ф2"); буферная — 6—7 км (промежуточные значения концентрации поллютантов, далее "Б"); импактная — 2 км от завода (наибольшая эмиссия воздушных поллютантов, далее "И"). Все участки расположены к юго-западу от СУМЗа, против направления господствующих ветров.

В каждой зоне обследованы наиболее типичные биотопы для подзоны южной тайги: коренной елово-пихтовый лес и производный осиново-березовый лес. В каждом биотопе было заложено по 3 площадки, удаленные друг от друга на 50—100 м. На каждой площадке установили 5 почвенных ловушек Барбера диаметром 8.5 см, которые экспонировали 5 дней (соответствует одному туру) с 5-дневным интервалом. В качестве фиксатора использовали 3%-ный раствор уксусной кислоты.

ИЗМЕНЕНИЕ ТАКСОНОМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ НАСЕЛЕНИЯ

379

Таблица 1. Средняя динамическая плотность семейств пауков и сенокосцев в двух типах леса в градиенте загрязнения, экз/10 лов.-сут

Семейство Елово-пихтовый лес Осиново-березовый лес

Ф1 Ф2 Б И Ф1 Ф2 Б И

Aranei

Agelenidae 0.17 0.29 0.15 0.00 0.00 0.09 0.00 0.00

Clubionidae 0.04 0.00 0.00 0.02 0.15 0.04 0.09 0.00

Gnaphosidae 0.03 0.12 0.79 0.50 0.02 0.09 1.11 1.06

Hahniidae 0.00 0.09 0.00 0.00 0.83 0.00 0.00 0.07

Linyphiidae 10.55 9.89 8.12 2.82 7.71 11.78 6.55 1.75

Liocranidae 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Lycosidae 0.86 0.36 0.94 3.43 12.31 1.79 7.61 7.09

Zoridae 0.02 0.02 0.00 0.00 0.02 0.04 0.07 0.00

Opiliones

Nemastomatidae 3.12 2.06 0.27 0.00 1.97 1.31 1.72 0.00

Phalangiidae 1.39 2.40 2.84 0.31 3.20 10.23 2.92 0.21

Всего с 13 мая по 23 августа 2004 г. проведено 5 туров (13—18 мая; 26 мая — 1 июня; 10—16 июня; 4— 10 августа; 19—23 августа) и отработано 3160 ло-вушко-суток. Подробно степень загрязненности исследуемых площадок выбросами медеплавильного комбината (индекс токсической нагрузки, кислотность и влажность лесной подстилки), а также фитоценотические показатели (проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса и сомкнутость крон деревьев) рассмотрены в работе Е.А. Бельской и Е.В. Зиновьева (2007).

Статистический анализ материала осуществлялся с помощью программ Statistica v.6 (двухфак-торный дисперсионный анализ, критерий Ман-на-Уитни) и Microsoft Office Excel (расчет процента общей дисперсии методом Снедекора (Лакин, 1990), коэффициент вариации).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В рассматриваемых зонах зарегистрировано 8 семейств пауков-герпетобионтов (Agelenidae, Clubionidae, Gnaphosidae, Hahniidae, Linyphiidae, Liocranidae, Lycosidae, Zoridae) и 2 семейства сенокосцев (Nemastomatidae и Phalangiidae). Во всех зонах, присутствуют три семейства пауков, которые составляют ядро населения: Linyphiidae, Ly-cosidae и Gnaphosidae. Из двух семейств сенокосцев наиболее обильны Phalangiidae, представители которого встречаются во всех зонах, тогда как Nemastomatidae отмечены только в двух фоновых и буферной зонах (табл. 1).

Обнаружены различия в реакции разных семейств пауков на техногенную нагрузку. В двух биотопах от Ф1 к И снижалось обилие Clubionidae

и ЫпурЫ1ёае и увеличивалось — Gnaphosidae и Ьуео81ёае. Аналогичный факт увеличения обилия пауков-ликозид отмечен в сосновых лесах, подверженных выбросам никелеплавильного комбината на юго-западе Финляндии (Коропеп, №-еше1а, 1995). Тенденция увеличения обилия семейства Zoridae от Ф1 к Б наблюдается только в осиново-березовом лесу, а обилие Age1enidae снижается от Ф2 к Б в елово-пихтовом лесу. Остальные семейства пауков не проявляют четких изменений обилия в градиенте загрязнения.

По способу добывания пищи Linyphiidae относят к тенетникам, остальные 7 семейств — к засад-никам (Руководство по энтомологической практике, 1983). Таким образом, от Ф1 к И происходит замещение тенетных форм засадными. Причем доля последних в осиново-березовом лесу больше, чем в елово-пихтовом, на всем градиенте загрязнения. Известно, что в подзоне южной тайги березовые леса характеризуются большим обилием и видовым богатством растений, чем пихтовые (Дегтева, 2004), что, возможно, и определяет обилие пауков.

Паукам-тенетникам для плетения ловчих сетей необходимы определенная вертикальная структура травостоя и его проективное покрытие. Засад-ники в этом не нуждаются, так как не используют сети для охоты, в связи с чем предпочитают открытые биотопы с разреженным травостоем. С увеличением техногенной нагрузки уменьшается проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса наряду с обеднением видового состава, что и приводит к увеличению доли засадников и уменьшению — тенетных форм. Вероятно, структура педо-бионтного аранеокомплекса и соотношение функциональных групп в первую очередь зависят

Таблица 2. Средняя динамическая плотность пауков и сенокосцев в двух типах леса, экз/10 лов.-сут ± (в скобках — доля в %)

Зона Елово-пихтовый лес Осиново-березовый лес

Пауки Сенокосцы Пауки Сенокосцы

Фоновая 1 11.65 ± 0.21 (72.5) 4.52 ± 0.16 (27.5) 21.02 ± 0.17 (80.3) 5.17 ± 0.16 (19.7)

Фоновая 2 10.75 ± 0.36 (70.8) 4.46 ± 0.04 (29.2) 13.79 ± 0.40 (54.5) 11.54 ± 0.55 (45.5)

Буферная 10.00 ± 0.19 (76.5) 3.11 ± 0.08 (23.5) 15.43 ± 0.16 (76.9) 4.64 ± 0.15 (23.1)

Импактная 6.77 ± 0.16 (95.4) 0.31 ± 0.01 (4.6) 9.97 ± 0.30 (98.0) 0.21 ± 0.02 (2.0)

от структуры фитоценоза и в меньшей степени — от техногенного загрязнения. Такое же предположение высказывают S. Koponen и Р. Niemelä (1995). По их мнению, различия напочвенной фауны беспозвоночных объясняются изменениями характера растительности по мере приближения к источнику загрязнения.

В градиенте загрязнения от фоновой зоны к им-пактной для ельника-пихтарника установлено снижение обилия исследуемых групп с преобладанием в населении пауков. В осиново-березовом лесу выявлено неоднозначное изменение обилия паукообразных, тем не менее в импактной зоне по сравнению с 1-й фоновой их обилие уменьшается (табл. 2). Значимая разница по критерию Манна-Уитни для обилия пауков между вариантами биотопов характерна для двух зон — Ф1 и Б, обилия сенокосцев — для Ф2 и Б (во всех случаях P = 0.0495).

Сходные реакции на техногенные воздействия проявляют и другие группы почвенных и герпето-бионтных беспозвоночных (Комплексная экологическая оценка, 1992; Воробейчик и др., 1994; Бутовский, 2001). В сосновом лесу около г. Харъ-явалта в Финляндии (Koponen, Niemelä, 1995)

различий в общей численности пауков вдоль градиента загрязнения не обнаружено, хотя по соотношению семейств они были выражены.

По результатам двухфакторного дисперсионного анализа значимо влияние на обилие пауков как техногенной нагрузки (?3.16 = 10.81, Р = 0.0004), так и типа биотопа (Г1;16 = 30.11, Р = 0.00005). При этом зона нагрузки объясняет 32.3% общей дисперсии динамической плотности (рассчитана по Снедекору), тогда как биотоп — 47.9%. Для обилия сенокосцев, напротив, большее значение имеет различие между зонами (^3;16 = 15.92, Р = = 0.00005, 60.4% дисперсии), чем между биотопами (^1;16 = 8.56, Р = 0.01, 15.3% дисперсии).

Можно предположить, что сенокосцы, имея слабую систему детоксикации, сильнее подвержены прямому воздейс

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.

Показать целиком