Структура популяцій люмбрицид у біогеоценозах горбогір’я Вороняків

Размещено на http://www.allbest.ru/

Структура популяцій люмбрицид у біогеоценозах горбогір'я Вороняків

Леся Бусленко, Петро Сидорчук

Анотація

Видовий склад дощових черв'яків у біоценозах горбогір'я Вороньків представлений дванадцятьма видами з восьми родів родини ЬишЬгісШав. Найбільше видове багатство відзаначено для біоценозів заплавних лук, найменший індекс видового багатства в агроценозах. Досліджені комплекси люмбрицид формують два кластери, на утворення яких впливає режим зволоження.

Ключові слова: дощові черв'яки, люмбрициди, біоценози, видове багатство, подібність фаун.

Бусленко Леся, Сидорчук Петр. Структура популяций люмбрицид (Oligochaeta, Lumbricidae) в биогеоценозах Вороняков. Видовой состав дождевых червей в биоценозах Вороняков представлен двенадцатью видами из восьми родов семейства Lumbricidae. Популяционная структура коммплексов дождевых червей Вороняков позволяет охарактеризовать основные свойства почв. Видовой состав комплексов люмбрицид может варьировать в значительных пределах конкретного типа биоценоза. Важное значение в формировании комплекса люмбрицид в биоценозах обусловлено режимом влажности. Ведь она выступает регулятором жизнедеятельности дождевых червей. Видовое разнообразие исследуемой группы - это важная оценка в популяционних экологических измерениях. Кластерным анализом установлено популяционное сходство комплексов люмбрицид в зависимости от режима влажности почв.

Ключевые слова: дождевие черви, люмбрициды, биоценозы, видовое богатство, сходство фаун.

Buslenko Lesia, Sydorchuk Petro. The Structure of the Population Lumbricid (Oligochaeta, Lumbricidae) in Ecosystems Voronyak. The species composition of earthworms in biocenoses Voronyak presented twelve species of eight genera of the family Lumbricidae. Population structure earthworms Voronyakov be characterized allows the basic properties of the soil. Species composition lumbricid complexes can vary quite a particular type of ecological community. Important in the formation of the complex lumbricid in ecosystems caused by moisture regime. Bring it appears vital activity of earthworms regulator. Species diversity is an important study groupies assessment in population ecological dimensions. Cluster analysis revealed similarities population lumbricid complexes, depending on the soil moisture regime.

Key words: earthworms, lumbricid, biocenoses, population, species riches, similarity faunas biodiversity, Voronyaki.

Постановка наукової проблеми та її значення. Ґрунтоутворювальна роль дощових черв'яків - це один із найважливіших біотичних факторів, що має широкий спектр дії на біологічну активність ґрунту. Популяційні дослідження люмбрикофауни є невід'ємною складовою частиною моніторингу ґрунтів як у заповідних територіях, так і в районах інтенсивного впливу на природні комплекси, оскільки в більшості екосистем домінуюча за біомасою група в багатьох випадках визначає біогенну міграцію хімічних елементів і продуктивність екосистем [3, 12]. Установлення структури популяцій - один із важливих компонентів оцінки екології окремих груп тваринних організмів, зокрема й дощових черв'яків, які в помірному поясі є домінуючою сапротрофною групою у всіх біоценозах. Зміни чисельності, біомаси, видового складу люмбрицид свідчать про істотні перебудови в наземних екосистемах [1].

Мета дослідження - проаналізувати структуру популяцій люмбрицид у зв'язку зі зміною біоценотичних факторів (індекс видового багатства, або індекс Маргалефа, для кількісного порівняння фаун - коефіцієнт Брея-Кертіса, для якісного порівняння - індекс Чекановського-Серенсена).

Район дослідження. Вороняки належать до зони лісостепу, розміщеної в північній частині Західно-Подільської області. Для Вороняків характерні структурно -денудаційні сильно розчленовані горбогір'я із сірими й темно-сірими лісовими ґрунтами, дубово-буковими лісами. Вороняки простягаються від Гологор на заході до Кременецького кряжу на сході. Абсолютні висоти сягають 350-400 м. Характерні зрілі ерозійно-денудаційні форми, наявність таких останців, як Почаївська гора, Підкамінь, Білий камінь. Ці місцевості утворюють верхній ландшафтний рівень у лісостепових фізико-географічних областях. Унаслідок висотного положення, розчленування й значного зволо - ження атмосферними опадами на всій території розвинуті сірі лісові ґрунти. На підвищених елементах рельєфу зростають дубово-букові ліси. Для горбогірних місцевостей характерні урочища вододільних останців, зайнятих сільськогосподарськими угіддями, балки і яри з чагарниковою рослин - ністю та конуси виносу, на яких сформувались опідзолені чорноземи [11].

Матеріал та методи дослідження. Матеріалом для роботи слугували кількісні збори малоще - тинкових черв'яків родини Lumbricidae в природних й антропогенних ценозах Вороняків. Збір та облік люмбрицид проводили двічі на рік, навесні й восени, упродовж 2014-2015 рр. за загальновизнаною методикою ґрунтових розкопок [4]. Ідентифікацію дощових черв'яків здійснювали за визначником Т. С. Перель [8]. Для оцінки видового різноманіття люмбрицид у різних біоценозах використовували індекс видового багатства (індекс Маргалефа).

Кількісне порівняння фаун у біоценозах проводили за коефіцієнтом Брея -Кертіса. Якісне порівняння фаун здійснювали за індексом Чекановського -Серенсена [6, 7, 9 ].

Виклад основного матеріалу й обґрунтування отриманих результатів дослідження. У ході досліджень виділено декілька типів біоценозів за характером рослинності:

- свіжі складні субори. Такі типи лісів у лісостеповій зоні займають підвищені, рівні, добре дреновані місцевості. Корінні насадження багатоярусні, перший ярус представлений сосною, другий - дубом, до якого примішуються береза, осика, клен гостролистий, липа, граб. Більшість дерев трьох останніх порід відстає в рості від дуба та утворює третій ярус. У підліску ліщина, бруслина бородавчаста і європейська, свидина, татарський клен та бузина. Трав'яний покрив представлений, суборовими й дібровними видами: орляк (Pteridium aquilinum Kuhn), медунка вузьколиста (Pulmo- naria angustifolia L.), буквиця лікарська (Betonica oficinalis L.), герань криваво-червона (Geranium sanguineum L.), копитняк європейський (Asarum europeum L.), медунка широколиста (Pulmonaria officinalis L.), чоловіча папороть (Driopterix filix mas Schott).

- вільхові ліси, що найчатіше трапляються на підніжжях схилів, де рівень ґрунтових вод ви - ходить на поверхню з-під плакора. У деревостої переважає чорна вільха з домішками берези пухнастої, у підліску - верба болотна, вільха сіра, іноді - черемха й чорна смородина. У покриві - ірис жовтий (Iris pseudoacorus L.), осока пухирчаста (Carex vesicaria L.), папороть жіноча (Athyrium filix femina Roth), болотна папороть (Driopterix thelipteris Gray), калюжниця (Calta palustris L.), ситник (Juncus effusus L.), мох (Acrocladium cuspidatum Lingb). черв'як біоценоз люмбрицид зволоження

- свіжі діброви, які є найбільш поширеним типом дібров у районі дослідження. Ними зайняті рівні плато або пологі схили різних експозицій. Корінні насадження свіжих дібров мають складну форму: у першому ярусі - дуб, ясен, у другому - клен гостролистий, липа, клен польовий, груша, яблуня. Підлісок відсутній через недостатнє освітлення. Характерними й переважаючими в трав'яному покриві є яглиця звичайна (Aegopodium podagraria L.), ясмінник пахучий (Asperula odorata L.), медунка широколиста (Pulmonaria officinalis L.), копитняк (Asarum europeum L.), зеленчук (Lamium galeobdolon L.), чоловіча папороть (Driopterix filix mas Schott), осока волосиста (Carex pilosa Scop), підлісник європейський (Sanicula europaea L.), вівсяниця гігантська (Festuca gigantea Vill).

- cвіжі бучини. Займають пологі схили, іноді - рівні місця або пониження з добрим дренажем і стоком поверхневих вод. У насадженнях корінної форми домінує бук із додаванням дуба, ясена, явора, клена гостролистого. Другий ярус складений грабом, розвиток якого залежить від густоти деревостою бука. Підлісок відсутній, трав'яний покрив розвинений слабо. Типовими є такі види, як ясмінник пахучий (Asperula odorata L.), медунка широколиста (Pulmonaria officinalis L.), чоловіча папороть (Driopterix filix mas Schott), снить (Aegopodium podagraria L.), зеленчук (Lamium galeobdolon Grantz), шавлія клейка (Salvia glutinosa L.).

- заплавні луки, що на території Вороняків добре сформувались у долинах річок. Вони утво - рилися внаслідок неглибокого врізання русла в річкову долину, легкого гранулометричного складу ґрунтів, тектонічного опускання місцевості в минулому. Рослинний покрив у флористичному відношенні небагатий. Серед рослин домінують Poa pratensis L, Agrostis capillaris L., Anthoxanthum odoratum L., Festuca pratensis Huds.

- вербняк - це тип лісу, поширення якого обмежується виключно берегами річок. У флористичному відношенні для цих біоценозів характерне поширення різних видів верби: Salix alba L., S. amygdalina L., S. viminalis L. Основний фон трав'яного покриву утворюють Scutellaria galericulata L., Sonchus arvensis L., Canvolvutus sepium R. Br., Galium rubioides L., Lucopus exaltatus L. [10]

- перелоги. На площах покинутих полів формується неоднорідний надґрунтовий покрив. Відбувається поступове формування рослинних асоціацій, які властиві суходільним лукам - Adonis vernalis L., Trifolium arvense L., Trifolium campestre Schreb, Trifolium pratense L., Poa angustifolia L., Poa annua L., Bromus inermis Leyss, Bromus arvensis L., Hypericum perforatum L.

- агроценози. Майже всі ділянки розорані й зайняті різноманітними сільськогосподарськими культурами (пшениця, кукурудза, ріпак, ячмінь, овес, гречка, цукрові буряки, картопля, овочеві культури та ін.).

Повний перелік видів олігохет із родини Lumbricidae для цієї території подається вперше. У літературі наявні фрагментарні дані щодо видового складу та екологічних характеристик люмбрицид Вороняків [5]. У результаті проведених зборів нами ідентифіковано 12 видів дощових черв'яків: Allolobophora chlorotica (Savigni, 1826); Aporrectodea caliginosa (Savigni,1826), Aporrectodea trapezoides (Duges, 1928), Aporrectodea rosea (Savigni, 1826); Dendrobaena octaedra (Savigni, 1826); Dendrodrilus tenuis (Eisen, 1874); Lumbricus terrestris (Linnaeus, 1758), Lumbricus castaneus (Savigny, 1826), Lumbricus rubellus (Hoffmeister, 1843); Octolasion lacteum (Oerley, 1855); Eisenia fetida (Savigni, 1826); Eiseniella tetraedra intermedia (Cernosvitov, 1934).

Важливою мірою оцінки різноманіття, для обмеженого в просторі екологічного угрупування є видове багатство. Воно найбільше для біоценозів заплавних лук, оскільки умови достатнього зволоження за рахунок близького залягання ґрунтових вод та розвиток трав'яної рослинності сприяють розвитку дощових черв'яків трьох морфоекологічних груп. Найменший індекс видового багатства в агроценозах, оскільки, відсутність постійного рослинного покриву та механічний обробіток ґрунту елімінують підстилкову та ґрунтово-підстилкову морфоекологічну групу, тим самим зменшують кількість зареєстрованих видів у цьому біоценозі (рис. 1).

У фауністичних дослідженнях часто порівнюють склад фауни різних біоценозів. Подібність фаун Lumbricidae оцінюють за допомогою індексу Чекановського-Серенсена (для якісних показників) та коефіцієнта Брея-Кертіса (для кількісних показників).

Рис. 1. Показники індексу видового багатства (індекс Маргалефа) у біоценозах Вороняків

Установлено, що найбільшу біоценотичну подібність мають комплекси люмбрицид вільхових лісів і заплавних лук, а найменшу подібність угрупування люмбрицид біоценозів заплавних лук та агроценозів (за кількісними показниками). За якісними показниками найбільшу біоценотичну подібність мають угрупування дощових черв'яків перелогів й агроценозів; верболозів і перелогів, свіжих дібров, свіжих складних суборів; перелогів та свіжих складних суборів (табл. 1).

Таблиця 1 Показники попарної біоценотичної подібності люмбрицид

Примітка. Аналіз якісних показників - зверху, справа, курсивом; аналіз кількісних показників - знизу, зліва.

У результаті проведеного кластерного аналізу популяційні угруповання люмбрицид у восьми біоценозах поділено (на рівні 60 %) на дві групи з дуже низьким рівнем зв'язку між собою. При такому розподілі визначальним фактором є режим зволоження ґрунту. У першому кластері пред - ставлено біоценози (свіжі складні субори, свіжі діброви, перелоги, агроценози), у яких ґрунтова волога дуже швидко втрачається через тип ґрунту або характер рослинного покриву. До другого кластера увійшли біоценози (вільхові ліси, свіжі бучини, заплавні луки, вербняки) ґрунт яких має достатнє насичення вологою. Це забезпечується або близьким заляганням ґрунтових вод, або фіто - ценотичними умовами, які сприяють збереженню ґрунтової вологи (рис. 2).

Рис. 2. Дендрограма біоценотичної подібності видових комплексів люмбрицид (метод повних зв'язків; матриця подібностей за коефіцієнтом Жаккарда), І - свіжі складні субори, ІІ - вільхові ліси, ІІІ - свіжі діброви, IV- свіжі бучини, V - заплавні луки, VI - вербняки, VII - перелоги, VIII - агроценози.

Висновки й перспективи подальших досліджень. Незважаючи на невелику територію горбогір'я Вороняків, йому властиве велике різноманіття ґрунтового покриву. Причинами диференціації ґрунтового покриву й розвитку ґрунтових комбінацій слугують просторова різноманітність виявів чинників ґрунтоутворення та історія формування біоценозів. Завдяки популяційним дослідженням комплексів люмбрицид Вороняків, у природних й антропогенно змінених біоценозах виявлено 12 видів дощових черв'яків. Видова структура популяцій досліджуваної групи організмів зазнає істотних змін під впливом біоценотичних факторів, зокрема характеру рослинності.

Видове багатство як важливий критерій оцінки різноманіття характеризує ступінь розвитку комплексів люмбриццид у біоценозі. Для окремих біоценозів характерна подібність комплексів дощових черв'яків, що визначається однаковими екологічними потребами видів, які в них розви - ваються, та одноманітністю біоценотичних параметрів. Установлено високий рівень спільності популяцій люмбрицид для вільхових лісів і заплавних лук, перелогів й агроценозів. Найбільш своєрідною є фауна дощових черв'яків в агроценозах. Завдяки кластерному аналізу встановлено популяційну подібність комплексів люмбрицид залежно від фітоценотичних умов.

Джерела та література

1. Артемьева Т. И. Комплексы почвенных животных и вопросы рекультивации техногенных территорий / Т. И. Артемьева. - М. : Наука, 1989. - 111 с.

2. Гаськевич О. В. Сруктура ґрунтового покриву Гологоро-Кременецького горбогір'я / О. В. Гаськевич, С. П Позняк. - Львів : Вид. центр ЛНУ ім. Івана Франка, 2007. - 208 с.

3. Гиляров М. С. Зоологический метод диагностики почв / М. С. Гиляров. - М. : Наука, 1965. - 279 с.

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

5. Іванців В. В. Структурно-функціональна організація комплексів ґрунтових олігохет західного регіону України / В. В. Іванців. - Луцьк : РВВ «Вежа» ВДУ ім. ЛесіУкраїнки, 2007. - 400 с.

6. Лебедева Н. В. Биологическое разнообразие : учеб. пособие для студ. висш. учеб. заведений / Н. В. Лебедева, Н. Н. Дроздов, Д. А. Криволуцький. - М. : Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2004. - 432 с.

7. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение / Э. Мэгарран. - М. : Мир, 1992. - 181 с.

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

9. Песенко Ю. А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях / Ю. А. Песенко. - М. : Наука, 1982. - 289 с.

10. Погребняк П. С. Основы лесной типологии / П. С. Погребняк. - К. : Изд-во академии наук Украинской ССР, 1959. - 456 с.

11. Природа Украинской ССР. Ландшафты и физико-географическое районирование / А. М. Маринич, В. М. Пащенко, П. Г. Шищенко [и др.]. - Киев : Наук. думка, 1985. - 224 с.

12. Lee K. E. Earthworms: their ecology and relationships with soil and Land use / K. E. Lee. - London : Acad. Press, 1985. - 411 p.

Размещено на Allbest.ru