Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние изученности влияния урбанизации на почвенную мезофауну 6
Глава 2. Характеристика природных и социальных условий г. Грозного. Материал и методы исследования 12
2.1. Район исследования 12
2.2 Материалы и методы исследования 26
Глава 3. Общая эколого - фаунистическая характеристика карабидофауны города Грозного 29
3.1 Фаунистический состав жужелиц 29
3.2. Зоогеографический анализ карабидокомплексов г. Грозного 43
3.3. Биотопическое распределение жужелиц 46
3.4. Спектры жизненных форм жужелиц 50
Глава 4. Влияние нефтяного загрязнения на карабидокомплексы г. Грозного 54
4.1. История изучения влияния нефтяного загрязнения на почвенных обитателей 54
4.2. Влияние нефтяного загрязнения на состав и экологическую структуру карабидокомплексов задерненных участков злаково-разнотравной залежи 61
4.3. Видовой состав и экологическая структура карабидокомплексов при нефтяном загрязнении участков со слабым задернением почв злаково-полынной залежи 68
4.4. Структура и пространственно-временная динамика доминантных комплексов на участках, загрязненных нефтью 73
Глава 5. Влияние строительных и бытовых свалок на структуру карабидокомплексов в городе 91
5.1. Состояние изученности проблемы влияния свалок на почвенную фауну 91
5.2. Состав и экологическая структура карабидокомплексов строительных и бытовых свалок 95
5.3. Структура и пространственно-временная динамика доминантных комплексов на участках, загрязненных свалками 100
Глава 6. Жужелицы как биоиндикаторы влияния разных типов загрязнения почв в условиях г. Грозного 112
Выводы 117
Библиографический список 121
Приложения 146
- Состояние изученности влияния урбанизации на почвенную мезофауну
- Район исследования
- Фаунистический состав жужелиц
Введение к работе
Антропогенные изменения природы в настоящее время все в большей степени определяют ландшафтный облик окружающей среды. Фактически любой элемент ее природного комплекса, в том числе и такой чуткий, как животное население, находятся под влиянием антропогенных факторов. Поэтому изучение разных аспектов антропогенных воздействий на природу - одна из актуальнейших проблем современности.
Наибольшему антропогенному прессу подвержены города, т.к. они складываются в условиях концентрированного и интенсивного воздействия человеческого общества. Для изучения влияния этого воздействия используются химические и биологические методы. Наиболее точно фиксируют изменения в биоценозах, по мнению ученых, именно биологические методы индикации. Анализ городской фауны позволяет получить объективную информацию о том, насколько вредны для организма существующие в любом городе загрязнения воздуха, почвы, воды, зеленых насаждений, насколько эффективны те или иные природоохранные мероприятия, какова динамика экологической обстановки города. Наиболее эффективно изучать городские биотопы на примере почвенной фауны (Бутовский, 2001).
В изучении экологии насекомых антропогенных ландшафтов в качестве модельного объекта часто используются жуки семейства Carabidae — одна из основных групп почвенной мезофауны как в отношении видового разнообразия, так и численного обилия, широко распространенная во всех ландшафтных зонах земного шара. Жужелицы - одно из гигантских (по числу входящих в него видов) семейств жуков. Оно включает не менее 25000 описанных видов (Крыжанов-ский, 1983) в мировой фауне и более 3000 видов в России. Многие виды жужелиц достигают высокой численности и играют заметную роль в естественных и антропогенных экосистемах.
Для исследования выбран город Грозный, расположение которого на стыке предгорных равнин с северным макросклоном Большого Кавказа определяет богатство мезофауны, а военные действия в значительной степени разрушили инфраструктуру города. Изучение ка-рабидофауны в этих условиях представляет большой интерес, так как позволяет наметить меры по восстановлению нарушенных экосистем и проследить динамику изменений при реализации этих мер.
Актуальность темы настоящего исследования связана с тем, что в условиях Северного Кавказа такие исследования не проводились.
Цель и задачи исследования
Целью работы является выявление основных закономерностей формирования структуры населения жужелиц городских биоценозов под влиянием разных типов загрязнения в условиях послевоенного города Грозного: бытовых и строительных свалок и загрязнения почв нефтью. Это определило следующие задачи исследования:
Изучить видовой состав, биотопическое распределение, зоогео-графическую и экологическую структуру карабидокомплексов г. Грозного.
Выявить закономерности изменения структуры карабидокомплексов под влиянием нефтяного загрязнения почв на задерненных и слабозадерненных залежных участках.
Сопоставить особенности формирования карабидокомплексов городских территорий при воздействии бытовых и строительных свалок.
Изучить особенности сезонной динамики активности доминантных видов жужелиц города на ненарушенных участках и на участках с загрязнением почв нефтью или свалками.
Выявить пути формирования карабидофауны г. Грозного и разработать принципы биоиндикации состояния почвенной биоты и оптимизации сохранения ее на примере жужелиц.
Состояние изученности влияния урбанизации на почвенную мезофауну
Урбанизация - процесс, полностью изменяющий окружающую среду. Степень и характер влияния городов на природные экосистемы зависят от многих факторов: численности и плотности городского населения, его экономического положения, от специфики промышленных предприятий, типа застройки, а также от климата и географического положения. По проблемам городской экологии имеется специальная обширная литература, в том числе монографии (Глазычев, 1984; Новиков, 1986; Бочкарева, 1988) и сборники (Биоиндикация состояния окружающей среды Москвы и Подмосковья, 1982; Биоиндикация в городах и пригородных зонах, 1993).
Существуют данные по характеристике жужелиц в небольших и крупных промышленных городах (Рекк, 1987; Козлов, 1990; Молодова, 1987; Соболева-Докучаева, 1993). Авторы отмечают обедненность ка-рабидофауны больших городов. Ряд авторов констатируют уменьшение среднего числа видов непосредственно в городской черте. Так, МБ. Козлов (1990) из 177 видов, отмеченных им в Новосибирске и его окрестностях, в черте города обнаружил 102 вида жужелиц. В Гомеле Л.П. Молодовой (1983) был отмечен 31 вид жужелиц. Ю.В. Дорофеевым (1996) в г.Щекино Тульской области и его окрестностях было зарегистрировано 107 видов жужелиц, из них в районе застройки лишь 57 видов. О.В. Холулевой (1997) в Орехово-Зуево, Ликино-Дулево в черте города обнаружен 41 вид жужелиц из 71 вида, что составило 2/3 от общего числа видов карабидофауны окрестных естественных ландшафтов.Такое соотношение городской и региональной фауны в целом характерно для большинства урбанизированных территорий.
Изучая территории Нижнего Дона и равнин Северного Кавказа, А.И. Фомичев (1975) выделил виды жужелиц, приспособившихся к обитанию на сильно урбанизированных участках. Среди них виды рода Bembidion (В. lampros, В. properans, B.guadrimaculatum), Pterostichus (P. sericeus, P.lepidus, P.subcoeruleus, P.cupreus), Amara (A.communis, A. ingenua, Aconsularis), Ophonus rufipes, Harpalus affinis, H. distin-guendus, Acupalpus meridianus, Microlestes minutulus.
Подводя итоги исследований урболандшафтов Дагестана, Е.В. Ильина (1997) заключает, что городские биоценозы бедны видами и просты по структуре. Относительно богата фауна парков, преобладают эврибионтные виды, чаще всего мелкие. Большинство видов пластично и устойчиво к антропогенным воздействиям, но есть виды, численность которых уменьшается, и они становятся редкими.
СИ. Сигида (1990) изучал некоторые урбанизированные стации Предкавказья и Центрального Кавказа. Он отмечал, что вследствие мощного антропогенного пресса фауна жужелиц урболандшафтов заметно обеднена. В разнообразных урбанизированных стациях исследуемых районов обнаружено 77 видов жужелиц из 35 родов. Среди них доминировали Bembidion lampros, В. properans, Poecilus versicolor, P. sericeus, P. crenuliger, Pterostichus melanarius, P. macer, P. niger, P. diligens, Calathus melanocephalus, C. ambiguus, С fuscipes, С halen-sis, Agonum dorsale, Laemostenus terricola, Amara aenea, A. eurynota, A. similata, A. familiaris, A. ingenua, A. apricaria, Ophonus azureus, Pseu-doophonus rufipes. Кроме того, автор отмечает, что на огородах и в парках встречаются Carabus exaratus, Scarites terricola, Clivina fossor, Broscus simistriatus, Poecilus cupreus, Acupalpus meridianus, Callistus lu-natus.
И.Е. Киселев (1999), изучая состав и динамику структуры населения жужелиц урбанизированных ландшафтов Саранска, отметил 71 вид встречающихся в городах. Он наблюдал усложнение структуры населения жужелиц в макростациях города от газонов в местах жилых застроек к скверам и паркам. В процессе нарастания урбанизации в городе, от старого центра к новостройкам и промышленным территориям, структура населения жужелиц упрощается, а затем практически полностью исчезает на территориях действующих предприятий. Но в пределах промышленной зоны остаются островки с зеленой растительностью, где нередко концентрируется значительное число видов жужелиц. Это свидетельствует об островном характере существования жужелиц на сильно урбанизированных территориях. Разработаны экологические подходы к классификации городских территорий в природоохранных целях. В основе зонирования лежит степень нарушения природных экосистем и их функций (Королева, Оливериусова, 1993).
Ряд исследований по изучению карабидофауны городов проведен школой почвенных зоологов МПГУ под руководством профессора И.Х. Шаровой (Киселев (1999), Дорофеев (1995), Хотулева (1997) и др-).
link2 Район исследования
Чеченская Республика расположена в юго-восточной части Северного Кавказа на северном склоне Большого Кавказского хребта, который граничит на юге с Грузией, на западе с Северной Осетией, на севере со Ставропольским краем, на востоке и северо-востоке с Дагестаном.
Город Грозный находится в восточной оконечности Алханчурт-ской долины. В 10 км севернее от города проходит Терский хребет с высотными отметками 300 - 500 м, закрывающий долину от Терско-Кумской низменности, которая имеет характер степного ландшафта. На юге город отделен от Главного Кавказского хребта Черными горами (высотные отметки 550 - 730 м).
К 6 км к западу от столицы начинаются восточные отроги Сунженского хребта высотой 400 - 600 м. И только на северо-востоке долина имеет выход на Гудермесские ворота (ширина 11 км) Терско-Кумской низменности. Таким образом, город расположен в замкнутой долине, имеющей длину 105 км, ширину 35 км. Географическое положение города Грозного и некоторые черты природы его окрестностей охарактеризованы еще дореволюционными исследователями. Например, приват-доцент К. В. Харичков (1906) был удивлен крайне неудачным расположением Грозного в самой низменной части равнины посреди возвышенности. Им же замечены и незавидные климатические условия местности, в которой расположен город: летом здесь господствует африканская жара, зимой обыкновенны сырость и невылазная грязь. Н.Я. Динкин (1906) к числу отрицательных климатических элементов добавляет ветры, дующие здесь очень часто.
По ландшафтным признакам город Грозный находится на границе степной и лесостепной зон Северного Кавказа в области неустойчивого увлажнения с дефицитом влаги. Климат района умеренно континентальный с жарким продолжительным летом и короткой умеренной зимой. На формирование климатических условий в зоне предгорий, куда входит рассматриваемый район, в значительной степени оказывает влияние рельеф местности. Город раскинулся на высотных V отметках 110 - 190 км. Западные и южные участки города занимают повышенные формы рельефа, центральные районы сосредоточены на низких отметках. Река Сунжа пересекает территорию города с юго-запада на северо-восток.
Таким образом, Грозный по природным условиям сочетает особенности степной зоны, влияние речной долины и близость отрогов гор с облесенными склонами. Большая часть площадей вокруг города представлена пастбищами, агроландшафтами и площадками с нефтедобывающими вышками.
В Грозном средняя месячная температура воздуха января равна - 3, 5, абсолютный минимум температуры составляет минус 32.
Сложные физико-географические условия, разнообразие окружающего ландшафта, близость незамерзающих морей и системы хребтов Кавказа создают специфику циркуляционных условий над данным районом.
Территория находится под воздействием континентальности умеренных широт, так как невысокий Терский хребет не является достаточным препятствием для проникновения воздушных масс в Алхан-чуртскую долину. Движение тропического воздуха из области Средиземноморья, свойственное южной зоне умеренных широт, в данном районе проявляются редко, так как Кавказский хребет служит существенным барьером для его проникновения на данную территорию.
Расположение Грозного в относительно низких широтах обуславливает интенсивный приток солнечной радиации. По температурному режиму город относится к континентальному типу климата, такие климатические условия выражаются в годовой и суточной амплитуде температуры воздуха.
В конце февраля - начале марта суточная температура воздуха устойчиво переходит через 5, а в середине апреля - через 10. В это же время заканчиваются заморозки. Однако в отдельные годы они бывают и в середине мая. Безморозный период длится 195 дней.
Средняя температура воздуха в 13.00 часов самого жаркого месяца (июля) равна 28,8.
Фаунистический состав жужелиц
Разнообразие физико-географических условий Кавказа и его сложная геологическая история обусловили чрезвычайное богатство и разнообразие его фауны.
Животный мир Северного Кавказа характеризуется большим видовым составом, экологическими формами и разнообразием зоогео-графических групп. На территории пересекаются границы Европейско-сибирской, Среднеазиатской и Средиземноморской подобластей Па-леарктики (Семенов-Тянь-Шанский, 1936).
Видовое богатство Северного Кавказа привлекало многих исследователей, ученых - натуралистов. Исторический обзор был сделан В.А. Минорским и отражен в его книге «История энтомологии на Северном Кавказе» (1979).
Эпохой великих экспедиций Российской Академии Наук называют XVIII век.
С 1770-1775 гг. Северный Кавказ (бассейн Терека, верховья Кумы, Осетию, Кабарду, степи Ставрополья и Дона) обследовал академик А. Гульденштадт.
С 1774-1793 гг. П. Паллас изучал Донские степи, Кабарду, Осетию, Ставрополье, бассейн Кумы (монография-«гоодгарпіа Rosso- Asiati-caets», 1811).
В 1802 году Э. Менетриэ изучал энтомологию на Кавказе.
В 1816- 1881 года М. Шодуар создал «Аннотированный каталог жужелиц Кавказа». По числу известных видов жужелиц (961) Кавказ занимает первое место среди крупных природных областей страны.
В 1833- 1836 по жесткокрылым жукам Кавказа и Сибири работал Ф. Фельдерман и долго проживавший на Кавказе Ф. Коленати. В 1837 году финский энтомолог Г. Маннергейм внес значительный вклад в изучение фауны Кавказа.
В 1871 году Г. Якобсон обобщает данные по жесткокрылым и отображает их в своем труде «Жуки России и Западной Европы» /(1916).
С 1877 года О. Шнейдер и X. Ледер изучали фауну насекомых в различных районах Кавказа (щелкунов, жужелиц, мертвоедов). Энто-мофауне региона посвящены работы таких крупнейших западноевропейских исследователей, как Е. Рейтер, Т. Кениг и другие.
С 1905-1934 гг. состав жесткокрылых отдельных районов Кавказа изучал А. Богачев. Он публикует обзор фауны жуков, в котором он охватывает почти весь видовой состав (по жужелицам-141 вид, по пла-стинчатоусым - 105 видов, по чернотелкам - 39 видов).
В 1911г. В.Н Лучником были опубликованы заметки о скакунах и жужелицах (Cicindela contorta) в окрестностях города Грозного, а также приведен список жужелиц Терской области (41 вид, 5 подвидов).
С 1958 -1972 года В. Курнаков собрал большую коллекцию и напечатал ряд статей по систематике жужелиц, преимущественно Кавказа.
Жужелицами Восточной Грузии (на примере г. Тбилиси и его окрестностей) занималась Н. Г. Рекк (1987).
В 1979 - 1986 гг. СИ. Сигида изучал фауну крупных жужелиц рода Carabus альпийского пояса Большого Кавказа. Список жужелиц этого рода включал 94 вида, из них 73 вида эндемичных для региона, в то время как на всем Кавказе отмечено 103 вида. С 1973-1991 г. он изучал жужелиц Предкавказья, северных склонов Центрального Кавказа. Было выявлено 654 вида из 105 родов, относящихся к 33 трибам. Изученные им территории по типам географических ландшафтов относятся к горным степям, широколиственным, смешанным и хвойным лесам, субальпийским и альпийским ландшафтам, поймам рек и ручьев. Указано, что многие эндемичные виды локализованы очень узко. Видовой состав Ставрополья и Прикаспия представлен 165 видами из 49 родов. В долинах рек Кубани, Терека, Кумы в пойменных лесах выявлено 136 видов. Для полупустыни Терскс-Кумской низменности выявлено 57 видов из 23 родов (преобладают ксерофильные виды). Видовой состав агроландшафтов представлен 177 видов из 52 родов.
С 1997г. по 2000 г. Г.М. Абдурахмановым и М.О. Давыдовой собраны материалы по карабидофауне аридных котловин Северовосточной части Большого Кавказа. Изучался видовой состав и закономерности их географического распространения. Наиболее многочисленны виды Amara, Bembidion, Harpalus. В результате исследования отмечено 7 новых для науки видов; 139 новых для региона исследования; 85 видов для Восточного Кавказа; 81 вид эндемичных для региона. В спектре жизненных форм класс хищных жужелиц преобладает по числу видов (166), класс растительноядных и со смешанным питанием представлен 71 видом.
