научная статья по теме ВЫСОТНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЧВЕННОЙ ФАУНЫ ХИБИН Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ВЫСОТНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЧВЕННОЙ ФАУНЫ ХИБИН»

ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2011, № 9, с. 1083-1093

^ БИОЛОГИЯ

ПОЧВ

УДК 592:574.23

ВЫСОТНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЧВЕННОЙ ФАУНЫ ХИБИН © 2011 г. И. В. Зенкова1, В. В. Пожарская1, А. А. Похилько2

Институт проблем промышленной экологии Севера, Кольский НЦРАН 2Петрозаводский государственный университет, Кольский филиал 184209, Мурманская обл., Апатиты, Академгородок, 14 а е-шаП: zenkova@inep.ksc.ru Поступила в редакцию 07.04.2010 г.

Получены данные по таксономическому и трофическому составу, численности и биомассе беспозвоночных животных в почвах основных горно-растительных поясов Хибин — таежного, субальпийского и альпийского. Выявлено большее сходство фаунистических комплексов между горно-растительными поясами в пределах склона по сравнению с зональными биоценозами Мурманской обл. Показано, что горные тундры отличаются от зональных тундр повышенными значениями численности и таксономического разнообразия беспозвоночных, сопоставимыми с северотаежными подзолами, тогда как в горно-лесных поясах комплексы беспозвоночных представляют обедненный вариант педофауны зональной тайги. На примере таксонов, представленных во всех горно-растительных поясах, установлено сходное влияние высотной поясности и широтной зональности на состав видов. Сделан вывод о большей функциональной активности сапроблока в высокогумусированных и богатых биогенными элементами почвах Хибин по сравнению с зональными подзолами.

ВВЕДЕНИЕ

Хибины — горный массив радиусом около 30 км — расположен в северотаежной подзоне Мурманской обл. Высотная смена растительных поясов в горах соответствует широтному зонированию территории региона: горно-таежный пояс на высоте 300—400 м переходит в субальпийский (горно-лесотундровый), на высоте 430—480 м сменяется альпийским (горно-тундровым) и выше 800 м — поясом горных арктических пустынь [18]. Фауна беспозвоночных животных северотаежных подзолов Мурманской области подробно изучена [5]. Имеются результаты почвенно-зоо-логических исследований зональных тундр [4, 24]. Сведения по фауне горных почв региона впервые были обобщены В.Ю. Фридолиным, который рассматривал "Хибинскую горную страну" как "географический рефугиум", населенный сложным комплексом лесных, горных и аркто-альпийских видов фауны и флоры европейского и сибирского происхождения, а также реликтовыми видами. Ученый описал около 1 тыс. видов насекомых [28, 29]. В дальнейшем в Хибинах были выполнены работы по жесткокрылым [16, 19, 20] и дождевым червям [17, 21]. Обнаружено четыре вида дождевых червей, 17 видов жужелиц, 15 видов стафилинид, четыре вида долгоносиков; семь видов щелкунов охарактеризованы как горно-тундровые. Подтверждена зоогеографическая закономерность — обеднение энтомофауны Северной Евразии при продвижении с востока на запад [22].

Цель наших исследований состоит в изучении своеобразия, структурно-функциональной организации и сезонной активности комплексов беспозвоночных в почвах Хибин с учетом высотной поясности гор, экспозиции их склонов, а также в сравнении с фауной зональных почв региона. Рассмотрим результаты почвенно-зоологических работ, проведенных на горе Вудъяврчорр, наиболее изученной с точки зрения метеорологических условий, растительности, почв и подстилающих их материнских пород.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

На склоне северо-восточной экспозиции горы Вудъяврчорр (67°39' с.ш. 33°39' в.д.) обследованы три растительных пояса: таежный (еловый редко-ствольный лес, ЕР), субальпийский (березовый кривоствольный лес, БК) и альпийский (горная тундра). В пределах альпийского пояса тундра ку-старничковая (ТК) с высотой сменяется тундрой лишайниково-кустарничковой (ТЛК), моховой и лишайниково-моховой.

Древесный ярус горно-таежного пояса образован елью сибирской (Picea obovata) со средней высотой деревьев 15 м. Встречаются береза извилистая (Betula tortuosa) и рябина Городкова (Sorbus gorodkovii). В напочвенном покрове — разнотравье, кустарнички, папоротники, плауны, мхи родов Polytrichum, Sphagnum, Dicranum spp., Racomi-trium spp. Почва — подзолистая иллювиально-мно-

Таблица 1. Характеристика фитоценозов и подстилок в растительных поясах северо-восточного склона горы Вудъяврчорр (по [18], звездочкой показаны собственные данные, повторность 13)

Показатель ЕР БК ТК ТЛК

Высота над ур. м., м* 364 393 434 483

Фитоценозы

Общая фитомасса, т/га 96.4 44.9 12.4

Годичная продукция, т/га 5.0 3.7 2.3

Чистая продукция, т/га 0.8 0.4 0.2

Минеральные элементы в годичной продукции, кг/га 177 154 64

Годичный опад, т/га 4.2 3.3 2.1

Минеральные элементы в годичном опаде, кг/га 121 98 50

Подстилки

Запас подстилки, т/га 62.0 64.9 96.6

Минеральные элементы, т/га 6.8 10.7 14.9

Содержание С, % от почвы 30-37 40-50 22- 46

Содержание N % от почвы 1.3-1.4 1.3-1.6 1.0- 1.6

С : N 21-26 26-33 23- 28

С гк : С фк 0.8-1.0 0.8-1.1 0.7- 1.1

Мощность, см* 6.5 5.5 6.5 1.5

Потеря при прокаливании, % 55-57 72-89 56-80 51

61 ± 2.0* 46 ± 18.8* 66 ± 2.0* 46 ± 7.5*

рН водный 5.3-5.5 5.0-5.3 4.4-5.4 5.4

Влажность, %* сентябрь 248 ± 33 274 ± 52 225 ± 33 194 ± 65

Температура, °С* июнь 5.8 ± 0.2 5.3 ± 0.2 5.5 ± 0.2 5.6 ± 0.4

сентябрь 8.9 ± 0.3 9.0 ± 0.2 5.6 ± 0.4 8.3 ± 0.4

гогумусовая на древних аллювиальных отложениях и сильнозавалуненной ледниковой морене. Подстилка до глубины 0—2 см слаборазложившаяся, на глубине 2—5 см — средне разложившаяся, густо пронизана корнями [18].

Субальпийский пояс сформирован березами извилистой и субарктической ф. subarctica). В мохово-кустарничковом ярусе широко представлены травянистые растения. Почва — подзол ил-лювиально-многогумусовый с хорошо или сла-бовыраженным подзолистым горизонтом, на элювии коренных пород и завалуненной морене. Подстилка до глубины 2 см торфянистая, сред-

неразложившаяся, на глубине 2—5 см — хоро-шоразложившаяся.

В горной тундре продуценты органического вещества — кустарнички и зеленые мхи родов Polytrichum, Dicranum, Racomitrium с высокой долей ассимилирующих органов. Растительность тундры лишайниково-кустарничковой включает кустарнички, лишайники рода Cetraria, Cladina, мхи перечисленных родов. Почва иллювиально-многогумусовая скрытоподзолистая оторфован-ная. Профиль слабодифференцирован, напоминает подбуры. Подстилка слаборазложившаяся.

При переходе от горно-таежного пояса к горно-тундровому из состава продуцентов исчезает древесная растительность, в 8 раз уменьшаются размеры общей фитомассы, в 20 раз — массы многолетних надземных органов и годичного опада. Доля подземных органов в фитоценозе, наоборот, возрастает (с 25% в ЕР до 50% в ТК). Скорость разложения опада замедляется, усиливаются процессы консервации органического вещества, возрастает мощность и запасы подстилок и их отор-фованность [18]. В отличие от зональных биоценозов в фитомассе и подстилках растительных поясов Хибин накапливается значительное количество биогенов: N Са, М§, Р, К. С высотой концентрация элементов в массе растений уменьшается, их биогенная аккумуляция в подстилках возрастает (табл. 1).

Структуру горных биоценозов и протекающие в них процессы почвообразования усложняет специфический микроклимат Хибин [30]. У подножья склоны испытывают термическое влияние равнин. С высотой под воздействием верхних слоев воздуха снижается температура, усиливается скорость ветра и интенсивность метелевого переноса снега, нарастает высота снежного покрова до 3—5 и более метров. Зимний период продлевается на 8 дней с поднятием на 100 м. Градиент осадков (в среднем 80 мм на 100 м высоты) определяет повышение влажности воздуха, частоты и интенсивности туманов и облачности. Особенностью климата гор во все сезоны являются значительные меж- и внутрисуточные колебания метеорологических факторов.

На четырех площадках, соответствующих высотным поясам, весной (середина июня) и осенью (середина сентября) 2009 г. отобрано по 13 образцов размером 25 х 25 см на глубину органогенного горизонта 5—7 см (табл. 1). В верхнем поясе тундры обследован наскальный растительный покров мощностью до 2 см. Для каждого образца определены мощность, температура, влажность, кислотность, потери при прокаливании [1]. Для более полного охвата фаунистического состава образцы подстилок отбирали под разными типами растительности, подробное описание которой приведено нами ранее [8].

Почвенные образцы после ручного разбора прогревали с использованием электрических ламп мощностью 40 Вт в течение нескольких суток до полного высушивания почвы [10]. Экстрагированных животных взвешивали на аналитических весах для определения сырой биомассы.

Полученные результаты сопоставляли с оригинальными данными по почвенной фауне зональной тайги (ельники Е1-Е5 и сосняки С1-С5,

Рис. 1. Исследованные биоценозы Мурманской области. Подзона северной тайги: ЕР—ТЛК — горные биоценозы; Е1—Е5 — зональные ельники, С1—С5 — зональные сосняки. Зона тундры: окрестности поселков Териберка, Дальние Зеленцы.

произрастающие в северотаежной подзоне Мурманской области на широте 66—67°) [5] и зональной тундры (окрестности пос. Дальние Зеленцы и Териберка, 69° с.ш.) [4, 24]. Местоположение указанных биоценозов показано на рис. 1. Сходство зональных и горных почв по составу и численности беспозвоночных оценивали с помощью кластерного анализа ^аИвИса 6.0) и индекса общности Съеренсена для количественных данных, учитывающего общую численность животных и минимальную плотность таксонов, общих для

сравниваемых ценозов: I = —— [13].

аЫ + ЬЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Таксономический состав беспозвоночных. Выявлены беспозвоночные 21 таксономической группы (семейства, отряды): от 13 до 17 в разных горно-растительных поясах. Представители 10 таксонов: энхитреиды, пауки, многоножки, двукрылые, мягкотелки, жужелицы, стафилины, щелкуны, долгоносики, червецы — населяют почвы всех поясов Хибин. Еще пять групп: нематоды, дождевые черви, моллюски, чешуекрылые и муравьи — встречаются по всему склону, кроме верхнего пояса тундр. Фауна беспозвоночных в подстилках зональных ельников и сосняков Мурманской обл. насчитывает не менее 30 таксонов [5]. Горные леса (ЕР и БК) уступают зональным по разнообразию насекомых разных трофических груп

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