Содержание к диссертации
ГЛАВА 1. СТЕПЕНЬ ИЗУЧЕННОСТИ ЭКОЛОГИИ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ
ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 9
ГЛАВА 2. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАЙОНА
ИССЛЕДОВАНИЙ 18
ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 25
Материалы 25
Методы исследования 27
ГЛАВА 4. ВИДОВОЙ СОСТАВ ЛЮМБРИКОФАУНЫ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ И ЕЕ ЗООГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 29
ГЛАВА 5. ЭКОЛОГИЯ ПОЧВЕННЫХ ОЛИГОХЕТ СЕМЕЙСТВА
LUMBRICIDAE ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ 38
5.1. Эколого-фаунистическая характеристика люмбрикофауны Центрального
Предкавказья 38
Особенности ландшафтно-биотопического распределения дождевых червей в Центральном Предкавказье 47
Экологическая структура люмбрикофауны Центрального Предкавказья 62
Сравнительная оценка экологической адаптации доминантных видов дождевых червей к низкому содержанию почвенной влаги 68
Влияние почвенно-экологических факторов на численность дождевых червей и показатели их видового разнообразия в биотопе 74
ГЛАВА 6. СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА АКТИВНОСТИ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ И
ИХ УЧАСТИЕ В ДЕСТРУКЦИОННЫХ ПРОЦЕССАХ ЛАНДШАФТОВ
ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ 81
ВЫВОДЫ 99
ЛИТЕРАТУРА 101
ПРИЛОЖЕНИЯ 117
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время одной из острых экологических проблем является деградация плодородных черноземных почв, сопровождающаяся уменьшением запасов гумуса. Активными почвообразователями, способствующими его накоплению и занимающими доминирующее положение среди почвообитающих беспозвоночных, являются дождевые черви {Lumbricidae, Oligochaeta), Для повышения плодородия деградировавших черноземов необходимо проводить мероприятия по усилению роли этих беспозвоночных, непосредственно участвующих в разложении и гумификации растительного опада, в формировании верхнего гумусного горизонта почв. «Использование полезной деятельности дождевых червей предполагает прежде всего разработку мероприятий, направленных на создание условий для увеличения их численности путем агротехнических и лесоводческих мероприятий. Успешные результаты дают также проведенные у нас в стране и за рубежом опыты по интродукции дождевых червей в районы, где они отсутствуют в природных ландшафтах, но могут существовать в окультуренных почвах» (Перель, 1979). В связи с этим изучение особенностей формирования люмбрикофауны в различных ландшафтно-зональных условиях -актуальная проблема почвенной зоологии. Сведения по фауне и экологии дождевых червей необходимы для решения таких практических задач, как вермикультивирование, доместификация дождевых червей с целью их последующей акклиматизации при освоении почв для повышения плодородия, а также для получения биогумуса в искусственных условиях. Однако решение этих задач затрудняет недостаточная изученность видового состава и экологии дождевых червей в естественных природных условиях.
Центральное Предкавказье занимает уникальное географическое положение. Сохраняя принадлежность к южной окраине Русской равнины, регион располагается у подножья гор Большого Кавказа на границе лесостепной и степной природньгх зон. В результате на территории Центрального Предкавказья сформировались два типа ландшафтов - горный и равнинный, в
каждом из которых выделяют зональные группы ландшафтов (Шальнев, 1995). Сложное сочетание рельефа и природно-климатических условий предопределило формирование пестрого почвенного покрова этой территории. Почвы исследуемого региона служат своеобразной моделью для изучения экологических особенностей дождевых червей в природных условиях.
Анализ литературных источников (Перель, 1966; 1967; 1979; Малевич, 1966; Ибрагимов, Джанаев, 1972; Квавадзе, 1975; 1985; Всеволодова-Перель, 1997; 2003; Рапопорт, Ланцов, Темботова, Саблирова, 2004; Рапопорт, 2005) показывает, что специальные почвенно-зоологические исследования, посвященные изучению экологии дождевых червей, охватили Северо-Западный Кавказ, Большой Кавказский хребет, Закавказье и Дагестан. В Центральном Предкавказье подобные исследования не проводились.
Недостаточная изученность экологической структуры люмбрикофауны, а также деструктивной роли дождевых червей в различных ландшафтно-зональных условиях Центрального Предкавказья предопределила выбор темы настоящего исследования.
Цель работы - изучение видового состава, экологической структуры люмбрикофауны, сезонной динамики активности дождевых червей в различных ландшафтах Центрального Предкавказья. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
Определить зоогеографическую структуру люмбрикофауны исследуемой территории.
Изучить в основных типах почв Центрального Предкавказья видовой состав люмбрикофауны.
Выявить закономерности изменчивости экологической структуры люмбрикофауны в ландшафтах Центрального Предкавказья.
Определить влияние почвенно-экологических факторов - влажности, гранулометрического состава, содержания гумуса на численность и видовое разнообразие дождевых червей в условиях катенарного градиента предгорных экосистем изучаемой территории.
5. Изучить сезонную динамику активности дождевых червей и определить их участие в деструкционных процессах в условиях лесного, лесостепного и степного биотопов Центрального Предкавказья.
Положения, выносимые на защиту.
Зоогеографическая структура люмбрикофауны.
Видовой состав доминантных видов дождевых червей как основа фаунистического анализа люмбрикофауны почвенных типов Центрального Предкавказья.
Закономерности пространственной изменчивости экологической структуры люмбрикофауны исследуемой территории.
Видовое разнообразие дождевых червей в катенарном градиенте предгорных экосистем Центрального Предкавказья.
Почвообразовательный процесс в лесных, лесостепных и степных биотопах как результат пищевой активности доминантных видов дождевых червей.
Объект исследований. Объектом исследований являлись почвенные олигохеты семейства Lumbricidae в биотопах, относящихся к одиннадцати почвенным типам, сформировавшимся на территории Центрального Предкавказья.
Научная новизна. Впервые в основных типах почв Центрального Предкавказья изучен видовой состав и численность дождевых червей. В результате проведенных исследований определено соотношение зоогеографических компонентов в составе люмбрикофауны и выявлены возможные пути ее формирования. Впервые для изучаемого региона приводится вид Lumbricus castaneus (Savigny, 1826), что значительно расширяет представления о южной границе его ареала.
Представлена эколого-фаунистическая характеристика дождевых червей в различных ландшафтно-зональных условиях. Впервые в ходе лабораторного эксперимента выявлены некоторые механизмы адаптации видов-доминантов дождевых червей к условиям крайнего дефицита влаги лесостепной зоны в
засушливый период. Установлены закономерности пространственной изменчивости и экологической структуры люмбрикофауны в ландшафтах Центрального Предкавказья.
Исследована сезонная динамика активности дождевых червей в лесных, лесостепных и степных ландшафтах. Впервые приведены количественные показатели пищевой активности двух видов дождевых червей в черноземных почвах лесостепи. На основании полученных данных определена оценка роли дождевых червей в оструктуривании почв и создании ими гумусного горизонта в указанных ландшафтах Центрального Предкавказья.
Теоретическое и практическое значение работы. Полученные данные о видовом составе и закономерностях пространственного распределения люмбрикофауны могут быть использованы специалистами при составлении Всероссийского кадастра фауны почв, экологами и почвоведами, занимающимися вопросами мониторинга и охраны окружающей среды. Подробная экологическая характеристика - влияние влажности, структуры, гранулометрического состава почвы - на представителей почвенных олигохет может быть востребована специалистами для разведения дождевых червей в искусственных условиях с целью их последующего использования в качестве биокорма (на рыбхозах, птицефермах и т.д.).
Знания об экологической структуре люмбрикофауны, а также сезонной динамике, пищевой активности дождевых червей и их роли в процессе почвообразования могут быть использованы студентами при изучении курса «Экология животных и природопользование».
Материалы по особенностям сезонной динамики активности дождевых червей могут быть востребованы агрономами при планировании режима внесения удобрений и пестицидов с целью сохранения популяций этой важной экологической группы беспозвоночных.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научных конференциях «Университетская наука - региону» (Ставрополь, 2003, 2004, 2005); научно-технической конференции «Методы и средства измерений» и
«Современные проблемы математики и естествознания» (Нижний Новгород, 2003); IV региональной научной конференции «Математическое моделирование и информационные технологии (в технике, науке, природе и обществе)» (Ставрополь, 2004); VII Международной конференции «Циклы» (Ставрополь, 2005); Международной конференции «Горные экосистемы и их компоненты (Нальчик, 2005); II ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН (Ростов-на-Дону, 2006).
Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 12 работ [96 - 106], из них 2 в научных журналах, входящих в перечень ВАК РФ [105,117].
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 127 страницах компьютерного текста, содержит 24 таблицы, 19 рисунков и состоит из введения, 6 глав, выводов, списка использованной литературы, который включает 166 наименований, в том числе 22 иностранных автора и 11 приложений.
Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю доктору биологических наук, профессору Сергею Ивановичу Сигиде. Автор также выражает глубокую признательность профессору кафедры почвоведения Ставропольского научно-исследовательского института сельского хозяйства (СНИИСХ, г. Михайловск) Е.И. Годуновой за содействие в работе при определении содержания гумуса в почвенных пробах и за ценные советы.
Правильность идентификации собранного материала проверена и уточнена научным сотрудником лаборатории экосистемных исследований института экологии горных территорий Кабардино-Балкарского научного центра (ИЭГТ КБНЦ РАН, г. Нальчик) И.Б. Рапопорт, которой автор выражает глубокую благодарность.
