Введение к работе
Работа посвящена выявлению и анализу структуры биологического разнообразия в климатических градиентах крупных природных территории на примере сообществ жуков-жужелпц (Coleoptera, Carabidae).
Актуальность темы.
Жуки-жужелицы распространены всесветно. Это одно из самых крупных семейств .жесткокрылых, отличающееся потрясающим разнообразием форм н образа жизни. Мировая фауна жужелиц по различным оценкам составляет от 20 до 40 тысяч видов (Макаров, 1997), в пределах бывшего СССР известно 3000 видов (Kryzhanovskii et al., 1995)
В большинстве наземных экосистем умеренной зоны жужелицы составляют существенную часть зоокомпонента и зачастую большую часть напочвенной мезофауны (по разнообразию, численности и биомассе). Это преимуществешю хищники, питающиеся представителями самых разных групп беспозвоночных, однако среди жужелиц четко выделяется обширная группа мпксофагов, а также зеленоядиых и семеноядных видов (Cherney, 1959; Крыжановскип, 1983). Все они чутко реагируют на малейшие изменения условий обитания. Эти реакции проявляются в изменении общего разнообразия жужелиц, а также в перераспределении числа особей определенных видов друг относительно друга, что делает жужелиц отличными индикаторами процессов, идущих в биогеоценозах (Гиляров, I960, 1965; Thiele, Kolbe, 1962; Thiele, 1977;'Мордковнч, 1978; 1991).
Благодаря своей хорошей изученности, всюдности и многочисленности, жужелицы — ценный модельный объект для самых различных экологических исследований: от аутэкологии отдельных видов до анализа структуры сообществ и биогеоценозов в целом. Однако, несмотря на всеобщую любовь к жужелицам, до сих пор их экологические оценки очень произвольны и ненадежны, так как нет простых и эффективных приемов экологической ордииации их видов и сообществ.
Цели и задачи.
Цель настоящего исследования — выявить порядок пространственного распределения жужелиц в системе глобальных климатических градиентов и создать унифицированную классификацию этих жуков на хороэкологической основе для применения к индикационным проблемам. Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Откорректировать и развить методологию количественного
экологического анализа распределения почвенных животных в применении
к обширным природным территориям.
-
Проанализировать изменения состава и параметров биологического разнообразия сообществ жужелиц вдоль широтно-зоналыюго градиента и ірадпента континенталыюсти Евразии.
-
Выявить естественные группы (комплексы) совместно встречающихся видов и построить их типологию.
4. Ордннировать эти комплексы в матрицах
экологических условий (природные зоны — положение в рельефе II
меридиональные сектора — положение в рельефе).
5. Сравнить влияние обоих глобальных градиентов на население
жужелиц, выявить общие закономерности сложения комплексов видов дня
применения к проблемам индикации.
Научная новизна.
Особенность настоящего исследования — в сочетании использования глобальных (климатических) и локальных (геоморфологических, или катсиных) градиентов изменения экологических условий для изучения почвенной фауны. В зоологическом плане работа призвана "навести мосты" между систематическим и экологическим подходами в познании пространственного распределения насекомых на примере жужелиц. Другая ее особенность — сопряжение классических подходов и методов геозоолопш (Чернов, 1975, 1991) со ставшими не менее классическими геоботаническнмн методами ординащш и классификации видов в растительных сообществах (Александрова, 1969; Миркии и др., 1989; Pielou, 1977), тем не менее редко применяемыми в зоологических исследованиях.
В работе впервые проанализировано изменение населения жужелиц с севера на юг по профилю вдоль всей огромной территории Западно-Сибирской равнины: от типичной тундры до опустыненной степи в широкой гамме биотопов, характерных для этих зон. Также впервые изучено влияние градиента нарастания экстремностн экологических условий (континентальности) на население жужелиц вдоль всего степного бнома Евразии. Это позволило подкрепить экологическими данными общепризнанные зоогеографические закономерности распределения жужелиц.
Доказывается тождество между стереотипом размещения вида в матрице экологических условий (маршрутом смены местообитаний) и экологической группой, понятие которой для жужелиц приобретает теперь объективный смысл.
Теоретическая и практическая ценность.
Создана модификация метода ординащш для почвешю-зоологических исследований. Она может- быть применена при зоологическом картировании территорий любых размеров и при сопоставлении почвенно-зо о логических данных с геоботаническими.
Расширен и количественно откорректирован фундаментальный принцип зональной смены местообитаний (Бей-Биенко, 1959, 1966), который распространен и на градиент континентальности. На его основе разработана типология маршрутов смены местообитаний фоновых видов жужелиц, применимая также ко многим другим организмам, в той или иной степени связанным с почвой и использующим пространство биотопа в сравнимом масштабе.
Выделенные комплексы видов жужелиц масштаба
природных зон, меридиональных секторов н локальных стаций могут быть применены к индикации эталонных и в разной степени нарушенных антропогенным воздействием ландшафтов, к днагностшсе элементарных почвенных процессов и направления почвообразования.
Апробация.
Материалы, вошедшие в диссертацию, докладывались на XXXI и XXXII Международной студенческой конференции "Студент и научно-технический прогресс" в Новосибирском государственном университете в 1993 и 1994 гг., на Всероссішском совещании "Стратегия изучения разнообразия наземных животных" (Москва, ноябрь 1994 г.), на I Всероссийском совещании по проблемам почвенной зоологии (Новороссийск, сентябрь 1996 г.), на Всероссийском совещании "Дішамнка разнообразия животного мира" (Москва, декабрь 1996 г.), на Международном симпозиуме "Степи Евразии" (Оренбург, май 1997 г.), на II съезде Всероссийского энтомологического общества (CaiiKT-ueTq;>6ypr, сентябрь 1997 г.). Основные положения диссертации обсуждались на лабораторных и межлабораторных семинарах в Институте систематики и экологии животных СО РАН в 1994 — 1998 гг.
По материалам диссертации защищен диплом "Зоналъно-катенный порядок экологической ордннацин жуков-жужелнц Западно-Сибирской равнины" (Новосибирский государственный университет, 1994 г.), опубліковано 7 печатных работ, включая тезисы докладов; 2 работы в настоящее время находятся в печати.
Структура и объем работы.