Введение к работе
Введение
Актуальность проблемы. Быстро нарастающие симптомы экологической катастрофы ставят под угрозу выживаемость человечества. Весь мир испытывает тревогу по поводу разрушения биологического разнообразия нашей планеты как одного из ключевых качеств Биосферы, которое создавалось в течение миллиардов лет органической эволюции. Необходимы экстренные меры на международном уровне для поддержания и сохранения биологического разнообразия экосистем планеты. Поэтому в настоящее время происходит расширение сети охраняемых территорий.
В этой связи создание международного биосферного заповедника "Убсунурская котловина" (1991 г.) в центре Азиатского континента ( между 48-50 с.ш. и 91-99 в.д.) стало фактом осознания обществом острой,потребности соединенных усилий в геоэкоинформа-ционнои исследовании биосферы, в организации биосферного экологического мониторинга, исследовании и прогнозе изменений природной среды как в рамках национальных интересов России и Монголии, так и всего мирового сообщества. На территории Убсунурской котловины с 1984 года ведутся исследования РАН по программе "Советско-Монгольский эксперимент Убсу-Нур", которые с 1989 года были включены в международную геосферно-биосферную программу "Глобальные изменения" и в долгосрочную комплексную программу "90-ый меридиан". Помимо уже широко известных целей заповедников по охране ценных видов растений и животных, их генофонда и уникальных популяций в условиях коренной среды обитания, проводится комплексное изучение проблемы "экологической полноценности среды", которое требует подбора разнообразных по экологическим характеристикам эталонов природных территорий, нак зонального, так и экотонного характера, относительно мало нарушенных антропогенной деятельностью.
Этим условиям удовлетворяет Убсунурская котловина в наибольшей мере. На ее территории, имеющей размеры 160 х 600 км, представлен полный набор природных зон земного иара: песчаные и глинистые пустыни: степи полупустынные, сухие и настоящие - высокотравные, переходящие в лесостепи; леса смешанные, лиственничные и кедровые; сухие и болотистые тундры и гольцы. Переходы
пожду зона» їм занимают небольшие пространства и выражены очень отчетлиоо, что упрощает изучение как самих биосферных процессов, так и факторов, их порождающих и делает Убсунурскую котловину природной биосферной лабораторией мирового значения.
Важность исследования экологической полноценности среды заключается еще и в том, что территория Убсунурской котловины почти не подвергается каким-либо антропогенным воздействиям. Доминирующей деятельностью человека здесь является традиционное ластбиирэе животноводство, которое может рассматриваться как полуприродная экосистема. Основное население котловины сосредоточено в поселках и в небольшом городе Улаангоме (МНР). Мелкие временные скотоводческие поселения имеют локально-площадное распределение. Это мало населенный и слабо освоенный регион. -
В число тем комплексного исследования включена и работа по изучению фауны, биологии и экологии жуков семейства чернотелок, которые представляют одну из широко распространенных групп насекомых отряда жесткокрылые.
До настоящего времени чернотелки Убсунурской котловины оставались почти не изученными. Сведения о фауне тенебрионйд как части фауны южносибирских степей России или северо-восточной части Монголии имеются в литературе прошлого и настоящего столетий (Gebler, 1830; Faldermann, 1833; Reltter, 1889; Якобсон, 1905; Gebien. 1911; Kaszab, 1940. 1968, 1976; Цэндсурэн. 1973, 1975; Кнор. 1973, 1978; Медведев, 1990).
В степях подгорной равнины Убсунурской котловины численность чернотелок достигает 50-60 тыс. экземпляров на 1 га., то есть 1 м2 поверхности почвы посещается ежесуточно 100-150 жуками. Биомасса их составляет не менее 15-ЗОЖ от массы подстилки и более 50 от биомассы мезогерпетобия (Модкович, Тилли, 1978; Стебаев, 1986). Такое количество животных способно оказывать сильное структурное и функциональное воздействие на верхние горизонты почвы. Поэтому фауна чернотелок заслуживает всестороннего изучения.
Изучение фауны чернотелок связано с необходимостью создания кадастра животного мира, а также для организации экологического мониторинга биосферного заповедника "Убсунурская котловина", что представляет еще одно доказательство актуальности, практической значимости и перспективности настоящего исследования.
Важность такого исследования заключается еще в том, что че-
рез территорию Убсунурской котловины проходят южная граница мировых ледникови северная граница Азиатской пустыни; озеро" Уб-су-Нур - самое северное звено из системы котловины Больших озер. Поэтому, изучение жуков-чернотелок - сухо и теплолюбивых насекомых - заслуживает интерес для определения зоогсографических связей насекомых пустыни.
Кроме того, Убсунурская котловина окружена высокими хребтами, что обеспечивает возможность формирования внутренних мозо-масштабных атмосферных процессов. Это создает слабую экологическую связь с другими территориями материка и автономную бассей-но-солнечную единицу биосферы, в которой реализуются природные процессы взаимодействия живого, косного и биокосного вещества. Поэтому вполне возможно,' что Убсунурская котловина представляет один из центров формообразования жуков-чернотелок Центральной Азии.
Рельеф Убсунурской котловины, расположенной на стыке сибирской тайги и монгольских пустынь, отличается значительным разнообразием. Здесь встречаются пресные и соленые озера, составляющие северную границу системы Больших озер, массивы песксс, примыкающие к области пустынных степей и пустынь бессточных котловин Северной Монголии, входящей в великий пояс пустынь Палсар-ктики, волнистые равнины, обрывающиеся долинами горных рек, скалистые останцы и горные хребты, которые предопределяют уникальность убсунурской фауны чернотелок.
-Выполненная работа имеет фундаментальный научный характер, так как направлена на решение важнейшей и актуальной в настоящее время экологической проблемы - проведения биомониторинга на территории международного биосферного заповедника.
Цель и задачи исследования. Основная цель настоящей работы - всестороннее изучение жуков семейства чернотелок в связи с особенностями их биологии, экологии, географического распространения и роли в экосистемах Убсунурской котловины.
В соответствии, с поставленной целью были приняты для решения следующие задачи:
изучить Фауну жуков семейства чернотелок и ее своеобразие в условиях аридного климата Убсунурской котловины;
выявить общие закономерности вертикально-поясного распространения чернотелок от высокогорно-тундровои зоны до зоны пустыни; . . '
проанализировать изменение обилия, состава экологических групп и жизненных форм чернотелок в разных ландшафтных зонах и подзонах, выявить их индикационное значение для различных ландшафтов; <
установить эталоны показателей для определения физиологического состояния чернотелок на основе изучения морфологии и Функций клеток их гемолимфы;
оценить значение чернотелок в экосистемах Убсунурской котловины в целях охраны и сохранения их популяций в пространстве и во времени.
Теоретическое значение и научная новизна.
-
Выявлены состав и структура фауны чернотелок международного биосферного кластерного заповедника "Убсунурская котловина", расположенного в центре Азиатского материка.
-
Впервые для Убсунурской котловины выяснены особенности ландшафтно-зонального распределения чернотелок, выявлены закономерности приуроченности отдельных видов к определенным типам и подтипам почв и определен комплекс индикаторных видов, отражающих специфику миркоусловий почв. Выделены доминантные виды, характерные для каждого ландшафта.
-
Выяснены основные зональные тенденции изменения фауны в разных секторах котловины.
-
Составлены спектры жизненных форм чернотелок в различных типах и подтипах ландшафтов Убсунурской котловины.
-
Изучены сезонные и суточные ритмы активности чернотелок, их жизненные циклы и типы питания фоновых видов в условиях Убсунурской котловины.
-
Установлено, что особенности клеточного комплекса гемолимфы, выраженные морфологическими, количественными и функциональными показателями, являются одним из важных критериев физиологического состояния чернотелок на всех фазах онтогенеза; доказано таксономическое значение метода анализа гемолимфы и возможность использования его для определения физиологического возраста личинок, куколок и имаго чернотелок.
-
Ареологический'анализ подтвердил, что Убсунурская котловина является одним из центров генезиса эндемизма и формообразования жуков-чернотелок в Центральной Азии.
: Практическая ценность работы. Результаты исследования дали
ценный материал для математического моделирования экосистемы за-
поведника "Убсунурская котловина", в связи с чем результаты ра
боты заложены в банк данных программы "Российско-монгольский на-
учши эксперимент Убсу-Нур". : "-
Новые данные по чернотелкам включены в летописи научных исследований международного биосферного кластерного заповедника "Убсунурская котловина".
Подробное изучение фауны чернотелок позволило внести в кадастр животного мира международного биосферного заповедника "Убсунурская котловина" 64 вида 4 подвида хуков семейства Tenebrio-nidae. Предложено включить редкие и- эндемичные виды чернотелок в Красную книгу республики Тыва и Монголии, в Красную тетрадь заповедника.
Коллекционный материал по жукам-чернотелкам Убсунурской котловины обеспечивает эффективное изучение их биоразнообразия.
Исключительное значение чернотелок как сапрофагов определено их массовостью, весь комплекс фаунычернотелок подлежит охране.
Уникальность фауны, богатство эндемичными видами чернотелок характеризует Убсунурскую котловину как памятник реликтовой природы.
Полученные в настоящей работе данные по функциональной морфологии клеток гемолимфы могут с успехом использоваться:
для диагностики физиологического состояния популяций чернотелок для долгосрочного биомониторинга международного биосферного' кластерного заповедника "Убсунурская котловина". Важное практическое значение имеет и оригинальный, составленный автором Атлас гемоцитов 16 видов чернотелок, который является эталоном для определения физиологического состояния чернотелок.
для определения физиологического возраста личинок и имаго. Практически использован гематологический контроль при изучении жизненных циклов развития чернотелок.
Многолетний характер и комплексность работы позволяют придать ей эколого-зоологическую направленность и считать проводимые исследования частью биомониторинга биосферного заповедника "Убсунурская котловина". Актуальность этой проблемы возрастает с каждым годом и связана с тем, что проводимые исследования входят в международную программу "Глобальные изменения" и в долгосрочную комплексную программу "90-ый меридиан".
Результаты исследования были использованы в учебном процес-.-7-- ' :
се по зоологии и цитологии (Сагды, 1985, 1994), а также в темах курсовых и дипломных работ, выполненных студентами под руководством автора в течение 1977-1995 гг. в Кызылском государственном педагогическом институте.
Апробация работы. Результаты исследования докладывались на Международных симпозиумах по "Эксперименту Убсу-Нур" (Кызыл, 1989, 1993; Улаанбаатор, 1991 (МНР); Улаангом. 1995 (МНР)), на отчетных научных сессиях по "Эксперименту Убсу-Нур" (Москва, 1987, 1990, 1993), на отчетных научных сессиях Убсунурского международного центра биосферных исследований (Кызыл, 1992-1995); на Всесоюзном совещании по проблемам почвенной зоологии (Тбилиси, 1987), на Всесоюзном совещании зоологов педвузов (Махачкала, 1990); на межвузовских конференциях "Герценовские чтения" (Санкт-Петербург. 1978, 1980, 1982. 1990, 1991-1995), на вузовских научных конференциях (Бирск, 1989, 1990; Кызыл, 1979-1995); на республиканских.конференциях "Охрана природы и человек" (Кызыл, 1985-1995).
Публикации. По защищаемой теме опубликованы 23 работы и 2 находятся в печати. Из публикаций: 3 монографии, одна из них в соавторстве (объем их 8,6, 10,0 и 10,75 п.л.). Результаты исследований вошли в ежегодный отчет, программы РАН "Российско-монгольский эксперимент Убсу-Нур", в\проект кластеров международного биосферного кластерного заповедника "Убсунурская котловина" и в ежегодные научные летописи заповедника.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, десяти глав, выводов, списка литературы. Работа изложена на $ страницах, из которых основной текст занимаето^^машинопис-ных страниц, иллюстрирована ЗУ таблицами и 53 рисунками. Список литературы включает 5/{ названий, из них<2? на иностранных языках.