Введение к работе
Актуальность. Панцирные клещи или орибатиды (Acariformes: Oribatida) – эволюционно древняя, широко распространенная и чрезвычайно разнообразия в таксономическом и экологическом отношении группа клещей. В почвах северных широт эти микроартроподы преобладают по обилию и видовому разнообразию над представителями мезофауны. Зоо-микробиальные взаимосвязи орибатид с мицелиальными грибами, определяют значимую роль этих клещей в процессах биотрансформации органического вещества в экосистемах полярных и приполярных регионов, включая зональные почвы Кольского Севера, в которых грибы являются ведущей группой микроорганизмов-деструкторов (Евдокимова, Мозгова, 2001).
На территории области, несмотря на небольшую протяженность с юга на север (~400 км), выделяют пять климатических районов (Яковлев, 1961). Здесь выражена зональная смена северотаежного, лесотундрового и тундрового типа растительности. В горах широтной зональности соответствует высотная поясность: горно-таежный пояс сменяется субальпийским (горно-лесотундровым), альпийским (горно-тундровым) и поясом арктических пустынь. В пределах региона на породах разного генезиса сформированы подзолы (иллювиально-железистые, иллювиально-гумусовые, торфяно-подзолы, глееподзолы), подбуры, торфяные почвы, литоземы, криоземы (Переверзев, 2007). В результате развитой горнодобывающей и перерабатывающей промышленности почвы региона подвергаются аэротехногенному загрязнению поллютантами различной природы; на обширных территориях складированы отходы обогащения полезных ископаемых.
Указанные факторы не могут не отражаться на фаунистическом и экологическом разнообразии панцирных клещей, сведения о котором ограничены данными лишь по двум климатическим районам: Терскому берегу и островам Белого моря, насчитывающим немногим более 100 видов (Бызова и др., 1986; Каталог биоты …, 2008) и побережью Баренцева моря, для которого ранее указывалось 79 видов орибатид (Криволуцкий, 1966; Панцирные клещи, 1995; Криволуцкий и др., 1999). Исследования последних лет, направленные на оценку вклада мигрирующих птиц в распространение клещей путем форезии, пополнили список орибатид Кольской тундры 44 видами, населяющими специфические местообитания баренцевоморского побережья – орнитогенные субстраты и гнезда птиц (Лебедева, Криволуцкий, 2003; Лебедева и др., 2006; Лебедева, Лебедев, 2007; Лебедев, 2009). Фауна орибатид основной территории региона, включающей широкий спектр природных и техногенно трансформированных биогеоценозов, а также горные экосистемы, остается практически неизученной.
Цель работы состояла в обобщении разрозненных литературных данных и результатов собственных исследований о фаунистическом и экологическом разнообразии, биоиндикационной значимости панцирных клещей в природных и техногенно трансформированных почвах и техногенных субстратах Мурманской области, а также составлении сводного списка орибатид этого заполярного региона.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
1. Дать сравнительную характеристику сообществ орибатид в природных почвах Мурманской области с учетом факторов широтной зональности (почвы тундры, лесотундры и подзоны северной тайги) и высотной поясности (почвы Хибинского горного массива).
2. Сравнить сообщества орибатид в техногенно нарушенных почвах в зонах воздействия промышленных предприятий разного типа (медно-никелевый комбинат, алюминиевый завод). Выявить виды-индикаторы промышленного загрязнения.
3. Исследовать комплексы орибатид в техногенных субстратах на примере самозарастающих и рекультивированных отходах обогащения апатит-нефелиновых руд разного срока складирования.
Научная новизна. Впервые обобщены литературные данные и результаты собственных исследований фауны панцирных клещей в 11 районах Мурманской области, охватывающих естественные (равнинные и горные) и техногенно трансформированные экосистемы тундровой зоны и северотаежной подзоны. Региональный список орибатид увеличен на 79 видов (или 30%), из них 45 видов из 30 родов и 22 семейств указаны впервые. Значительно расширен видовой состав семейств Suctobelbidae, Carabodidae, Oppiidae, наиболее богатых по числу видов в данной области. Установлено влияние широтной зональности и разных механизмов расселения орибатид на их разнообразие, соотношение высших (Brachypylina) и низших (Macropylina) таксонов и соотношение одно-, мало- и многовидовых семейств. Определены виды с широким и локальным распространением в пределах области, а также виды, доминирующие по численности.
Теоретическая значимость. Выявленные виды панцирных клещей дополняют сведения по фауне Мурманской области и значительно расширяют имеющиеся сведения по разнообразию этой группы на территории Европейского Севера России, что важно с точки зрения инвентаризации и сохранения биоразнообразия почв северных регионов. Полученные результаты дают представление о механизмах расселения и формирования фауны клещей в высоких широтах, а также об особенностях экологии орибатид в зональных и техногенно нарушенных почвах Севера.
Практическая значимость. Установлены различные изменения структуры сообществ панцирных клещей в зависимости от степени техногенной нагрузки. Выявлены виды – положительные и отрицательные индикаторы загрязнения почв выбросами алюминиевого и медно-никелевого предприятий, а также виды, устойчивые к воздействию промышленных источников разного типа. Установлена значимость панцирных клещей как индикаторов микологической активности и накопления органического вещества в техногенных субстратах (нефелинсодержащих песках) в процессе первичного почвообразования. Выявлена индикаторная роль орибатид при оценке эффективности способов восстановления территории техногенной пустоши в окрестностях медно-никелевого комбината. Уточненный и дополненный список панцирных клещей Мурманской области опубликован в тематическом выпуске «Зеленый пояс Фенноскандии» Трудов Карельского НЦ РАН.
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены и получили положительную оценку на 8 научных конференциях с международным участием: «Наука и образование» (Мурманск 2008); «Актуальные проблемы сохранения биоразнообразия в экстремальных условиях северного климата» (Кировск 2008); «Сохранение биологического разнообразия наземных и морских экосистем в условиях высоких широт» (Мурманск 2009); «Сбалансированное природопользование» (Апатиты 2009); «Биогеграфия почв» (Москва 2009); «Современные проблемы загрязнения почв» (Москва 2010); «Экологические проблемы северных регионов и пути их решения» (Апатиты 2010); XV Всероссийское совещание по почвенной зоологии (Москва 2008).
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе две статьи в рецензируемых журналах из списка, рекомендованного ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, 6 приложений с видовым списком панцирных клещей Мурманской области, перечня цитируемой литературы, включающего 233 источника, в т.ч. 92 на иностранных языках. Работа изложена на 178 страницах, содержит 57 рисунков, 55 таблиц.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность д.б.н., профессору Г.А. Евдокимовой и к.б.н., доценту И.В. Зенковой за руководство работой, идеи и постоянную помощь при подготовке диссертации, за предоставленные данные по микробиологическим и физико-химическим свойствам исследованных почв; к.б.н. Л.Г. Исаевой за предоставленные данные и консультации.
Особую благодарность за таксономическое определение панцирных клещей, предоставленные данные и персональные консультации выражаем к.б.н. Л.М. Ласковой, к.г.н. А.С. Зайцеву, к.г.н. Е.А. Сидорчук и Л.В. Залиш.
