Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние годы внимание мирового сообщества все более привлекает промышленное освоение высокоширотных регионов. В связи с этим заметно выросла актуальность изучения механизмов адаптаций животных и растений к антропогенно-измененным условиям Арктики и Субарктики, результаты которых могут послужить созданию новых эффективных методов оценки ее экологического состояния и прогнозирования будущих изменений.
В связи с этим целесообразно изучать морфологически и физиологически наиболее лабильные организмы, способные по своим эколого-физиологическим характеристикам сыграть роль индикаторов состояния окружающей среды (Чернов, 2004). В частности, такими объектами являются почвенные микроартроподы - коллемболы (Collembola) и клещи (Oribatida).
Микроартроподы – широко распространенная, многообразная группа мелких почвенных членистоногих, представители которой активно участвуют в регуляции жизнедеятельности почвенных сообществ, минерализации и гумификации органического вещества (Андерсон, Инесон, 1987; Евдокимова и др., 2002). Обилие, разнообразие и относительная устойчивость к неблагоприятным факторам среды этих животных позволяют использовать их в качестве модели для изучения общеэкологических эффектов (Стриганова, Порядина, 2005; Кузнецова, 2005).
Такие исследования особенно актуальны на Кольском полуострове, очередной рост промышленного развития которого прогнозируется в ближайшее десятилетие. Этот регион представляется, кроме того, удобным полигоном для биоэкологических исследований, т.к. хорошо выраженные пространственные и временные градиенты параметров его природной среды и антропогенного воздействия дают возможность выявить широкий спектр реакций потенциальных биологических индикаторов от явно выраженных повреждений до различных адаптаций (Жиров и др., 2001).
Хотя популяционные исследования коллембол и орибатид в зонах тундры и северной тайги ведутся достаточно давно, микроартроподы различных биотопов лесотундровой зоны России до сих пор малоизучены, особенно – в промышленно-освоенных районах Крайнего Севера.
В связи с этим ЦЕЛЬЮ настоящей работы было изучение экологических аспектов существования северных популяций почвенных коллембол и орибатид.
Для ее достижения были поставлены следующие основные ЗАДАЧИ:
1) проанализировать фаунистический список, зоогеографическую структуру населения коллембол и панцирных клещей в различных природно-растительных зонах Кольского полуострова и других северных регионах России;
2) определить видовой состав, спектры жизненных форм и структуру сообществ коллембол в различающихся по экологическим условиям биотопах Кольской лесотундры (березняке-черничнике зеленомошном и на сфагновом болоте);
3) изучить динамику общей численности, общих и массовых видов, таксономического разнообразия и жизненных форм коллембол в этих биотопах;
4) оценить воздействие природных – метеорологических и геофизических - факторов на численность коллембол.
Научная новизна. Впервые изучены состав и структура населения коллембол березняка-черничника и сфагнового болота Кольской лесотундры. Впервые показано, что население коллембол Кольского полуострова близко по видовой структуре к таковому Фенноскандии. Особенностью биотопов Кольской лесотундровой зоны является наличие вида Protaphorura pseudovanderdrifti, который характеризуется высоким обилием для обеих ассоциаций и не был ранее обнаружен в лесотундровой зоне восточной Европы. Показано, что сезонная динамика общей численности коллембол в обоих биотопах зависит от плотности их общих и доминирующих видов. Установлено, что сезонные изменения численности коллембол в березняке-черничнике связаны с вариациями температуры воздуха и уровня геомагнитной активности.
Практическая значимость. Результаты проведенных исследований важны для понимания основных закономерностей организации почвенных сообществ коллембол и орибатид в природных и антропогенных экосистемах. Они могут быть использованы для экологического мониторинга, прогнозирования изменений природных экосистем в высоких широтах в условиях техногенного загрязнения, а также в учебном процессе для преподавания экологических и биологических дисциплин.
Личный вклад автора. Все сборы материалов за трехлетний период учетов, их обработка, анализ и интерпретация полученных данных, принадлежат автору диссертации. Помощь при проведении таксономической идентификации видов по данным 2002 г. оказал д.б.н. А.Б.Бабенко (ИПЭЭ РАН). Необходимое для исследований оборудование и препараты, рисунки и фотографии коллембол изготовлены или приобретены автором. Все опубликованные работы, в которых изложены основные результаты диссертации, написаны лично автором.
Апробация результатов исследования. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих Российских и международных конференциях: Международной научно-технической конференции «Наука и образование» (Мурманск, 2004); на XIII Съезде Русского энтомологического общества (Краснодар, 2007); на XV Всероссийском совещании по почвенной зоологии (Москва, 2008); V Международном Конгрессе "Слабые и сверхслабые поля и излучение в биологии и медицине (Санкт-Петербург, 2009); Международной конференции "Флора и фауна северных городов" (Мурманск, 2008); на III и IV региональных межвузовских конференциях «Естественнонаучные проблемы арктического региона» (Мурманск, 2002, 2003); на ежегодных конференциях аспирантов и преподавателей МГПУ (Мурманск, 2004-2008).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, из них 1 статья в журнале из перечня ВАК, 5 работ в сборниках научных статей, 5 работ в трудах научных конференций и 5 тезисов докладов.
Объем и содержание работы. Диссертация состоит из Введения, семи глав и Выводов, содержание которой изложено на 201 странице машинописного текста, включающего перечень использованной литературы из 195 наименований (в том числе 49 зарубежных ссылок), 18 таблиц, 33 рисунка и 6 приложений на 50 страницах.
Благодарности. Автор с глубокой признательностью отдает дань светлой памяти своего первого руководителя, д.б.н., профессора С.Ф. Тимофеева, определившего тему работы и оказавшего большую помощь на ее первом этапе. Автор искренне признателен члену-корреспонденту РАН В.К. Жирову за общее руководство и неоценимую помощь при подготовке работы. Автор благодарен д.б.н. А.Б. Бабенко (ИПЭЭ РАН) за помощь при определении коллембол., а также д.б.н. Н.А. Кузнецовой и к.б.н. М.Б. Потапову (МПГУ) за ценные консультации.
