Введение к работе
Актуальность темы. Особенности формирования и функционирования подзолистых почв в холодном климате высоких широт определяют своеобразие почвенной фауны. С этой точки зрения изучение зооценозов в естественных под-юлах Кольского п-ва представляет безусловный интерес.
В экстремальных условиях субарктического климата лесные экосистемы эказьтаются особо уязвимыми при техногенном воздействии. Коренные леса Кольского п-ва более полувека подвергаются воздушному загрязнению тяжелыми металлами (ТМ: Ni, Си) и соединениями серы в результате деятельности «едно-никелевого комбината "Североникель". Загрязняющие вещества аккуму-шруются в органогенном горизонте почвы, который играет существенную роль } функционировании северотаежных биогеоценозов (Евдокимова и др. 1984; Пукина, Никонов 1993, 1994; Чертов и др. 1990). В нем сосредоточено основное соличество почвенных беспозвоночных, главным образом, на начальных стадиях к жизненного цикла, наиболее чувствительных к техногенному воздействию ІСриволуцкий 1987).
В условиях хронического загрязнения поступающие в почву минеральные $ещества переходят в иммобилизованное состояние. Кислотные дожди, предста-шяющие серьезную проблему для данного региона, способны переводить техно-енные соединения в подвижные формы, токсичные для живых организмов. Ми-рируя по трофическим цепям, токсиканты увеличивают свою концентрацию от шзших уровней к высшим. Таким образом, хроническое воздушное загрязнение гочвы выбросами медно-никелевого комбината является реальной угрозой для ючвенных зооценозов региона.
Цель работы состояла в исследовании структурных параметров почвенных ооценозов в естественных подзолах Кольского п-ва и выявлении основных тен-іенций их изменения по градиенту загрязнения почв тяжелыми металлами и со-динениями серы.
Задачи исследования:
-
Исследовать структурные параметры (таксономический состав, числен-юсть, биомассу, доминирование, пространственное распределение, трофичес-ую структуру) почвенной фауны в естественных подзолах сосняков Кольского [-ва. Проследить сезонную и годичную динамику этих параметров.
-
Проанализировать изменения структурных параметров сообщества бес-озвоночных в почве с разной степенью загрязнения тяжелыми металлами и оединениями серы; выявить параметры, адекватно отражающие изменение груктуры зооценоза под влиянием загрязнения.
3. Оценить вклад природных и техногенных факторов в изменение струю турных показателей сообщества почвенных беспозвоночных. Защищаемые положения:
-
Сообщество беспозвоночных животных в естественных подзолах сосняков Кольского п-ва типично для лесных почв северотаежной зоны. Это выражается в таксономической, трофической и функциональной структуре микро- и мезофауны, уровне численности и биомассы их представителей.
-
Сообщество мезофауны в лесных подзолах Кольского п-ва характеризуется как устойчивое, о чем свидетельствуют полидоминантная структура сообщества, низкая степень доминирования преобладающих таксонов, высокие значения индексов разнообразия и выровненности, незначительное варьирование этих показателей и общей численности мезофауны по годам, доминирование по численности и биомассе конкурентноспособных форм.
-
Воздушное загрязнение почвы выбросами медно-никелевого комбината оказывает влияние на представителей всех таксонов микро- и мезофауны, вызывая изменение структурных параметров их сообщества: снижение численности, биомассы и разнообразия беспозвоночных, смену доминирования, степени агрегирования, соотношения трофических групп. В почве импактной зоны, наиболее сильно и длительно загрязняемой, сформировалось сообщество беспозвоночных с пониженным уровнем численности, биомассы и таксономического разнообразия. Зооценоз в зоне слабого загрязнения отличается особой неустойчивостью.
Научная новизна. Впервые в многолетней годичной и сезонной динамике исследованы структурные параметры сообщества беспозвоночных в естественных подзолах сосняков Кольского п-ва: таксономическое разнообразие, численность, биомасса, доминирование, пространственное распределение, трофическая структура. Установлена зависимость уровня численности микро- и мезофауны от метеоусловий региона.
Выявлены основные тенденции изменения структурных параметров мезофауны в почве разной степени загрязнения ТМ и соединениями серы. Установлены параметры, обладающие индикационной значимостью при оценке слабой, средней и сильной степени загрязнения почв. Определены положительные и отрицательные биоиндикаторы разной степени загрязнения почв на уровне таксонов. Выявлена уязвимость люмбрицид и моллюсков и устойчивость муравьев к рассматриваемому типу загрязнению в условиях данного региона. Установлено, что влияние техногенного фактора на численность и биомассу почвенной фауны более значимо, чем влияние природных факторов (метеоусловий).
Практическая значимость работы состоит в разработке системы почвен-но-зоологического мониторинга состояния подзолов Кольского п-ва, хронически загрязняемых выбросами медно-никелевого комбината. Выявлены изменения структурных показателей мезофауны, которые обладают индикационной значимостью и могут использоваться для оценки степени загрязнения почвы в окрестностях других промышленных предприятий данного региона.
Результаты почвенно-зоологических исследований используются в курсе лекций по биологии и охране почв на экологическом факультете Кольского филиала Петрозаводского госуниверситета. На мониторинговых площадках выполняются курсовые и дипломные работы студентов университета.
Автор выражает искреннюю благодарность Евдокимовой Г.А. (Апатиты, ИППЭС КНЦ РАН) за руководство работой, Стригановой Б.Р. (Москва, ИПЭЭ РАН) за ценные советы по анализу материала, Ласковой Л.М (Петрозаводск, нн-т леса) и Узенбаеву С.Д. (Петрозаводск, каф. зоологии ПетрГУ) за помощь в таксономическом определении беспозвоночных и предоставление специальной литературы, Коросову А.В. (Петрозаводск, каф. зоологии ПетрГУ) за помощь в статистической обработке данных, Переверзеву В.Н. (Апатиты, ПАБСИ) за материалы по метеоусловиям региона, Мозговой Н.П., Агеевой Т.А., Пуговкиной М.В. (ИППЭС) за помощь в аналитической работе.
Апробация работы. Результаты работы представлены на следующих научных собраниях: молодежи, конф.: Окружающая среда и устойчивое развитие (Умео, Швеция, 1997); молодежи, конф.: Актуальные проблемы биологии (Сыктывкар, 1998); междун. курсы по почвенной экотоксикологии (Коимбра, Португалия, 1998); Всероссийское совещ.: Антропогенное воздействие на природу Севера и его экологические последствия (Апатиты, 1998); междун. конф.: Тяжелые металлы: воздействие на организмы и окружающую среду (Чешен, Польша, 1998); междун. конф.: Биологические основы изучения, освоения и охраны животного и растительного мира, почвенного покрова Восточной Фен-носкандии (Петрозаводск 1999); междун. конф.: Сохранение биологического разнообразия Фенноскандии (Петрозаводск, 2000); междун. совещ. по проблемам Арктики (Колорадо, 2000).
Публикации: материалы диссертации отражены в 2 статьях и 7 тезисах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и содержит 40 рисунков, 40 таблиц, 10 приложений. Общий объем работы - 170 страниц. В списке литературы - 276 источников, в т.ч. 104 на иностранных языках.
