ТHE INFLUENCE OF MAIN SOIL CHARACTERISTICS ON THE NUMBER AND DISTRIBUTION OF LUMBRICIDAE IN THE SOIL PROFILE

Соколова Т.Л.

Кандидат биологических наук, ФГБОУ ВПО Костромской государственный университет имени Н.А. Некрасова

ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЧВЫ НА ЧИСЛЕННОСТЬ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЮМБРИЦИД В ПОЧВЕННОМ ПРОФИЛЕ

Аннотация

В статье рассмотрено – биоиндикационная роль люмбрицид, значение почвенно-экологических условий на численность и распределение люмбрицид в почвенном профиле, биоразнообразие данной группы почвенной мезофауны в районе исследования.

Ключевые слова: биоиндикация, биоразнообразие, морфо-экологические группы люмбрицид.

Sokolova T.L.

PhD in Biology, Kostroma State University named after N.A. Nekrasov

ТHE INFLUENCE OF MAIN SOIL CHARACTERISTICS ON THE NUMBER AND DISTRIBUTION OF LUMBRICIDAE IN THE SOIL PROFILE

Abstract

The article describes the bioindicative role of lumbricid, the value of soil-ecological conditions on the number and distribution of lumbricid in the soil profile, the biodiversity of this group of soil mesofauna of the study area.

Keywords: bioindication, biodiversification,  morpho-ecological groups of lumbricid.

Одним из основных направлений развития почвенной зоологии является изучение роли почвенных беспозвоночных в процессах почвообразования и поиски путей активизации их деятельности с целью повышения плодородия и продуктивности почв. Огромное значение в процессах почвообразования играют дождевые черви (Lumbricidae), которые участвуют в разложении мертвых растительных остатков, способствуя гумификации почв, стимулируют развитие ряда микроорганизмов, участвуют в создании водопрочных, агрономически ценных почвенных агрегатов, влияя на структуру почвы. Велика роль разрыхляющей и структурообразующей деятельности этой группы педомезобионтов. Так, благодаря разрыхляющей деятельности люмбрицид, почва приобретает высокую порозность, которая способствует поступлению влаги и достаточному количеству кислорода. Люмбрициды  выступают как биоиндикаторы таких почвенных условий, как запас подстилки, обилие органических остатков, режим влажности, тип почвы (Гиляров, 1978; Криволуцкий, 1994; Безкоровайная, 2001). Виды дождевых червей, входящие в состав той или иной морфо-экологической группы, по-разному ведут себя в отношении отдельных свойств почвы. Многие исследователи используют люмбрицид и для оценки антропогенного воздействия (Оливериусова Л., 1991; Криволуцкий, 1994, Резниченко, 2015). Традиционными популяционными показателями при изучении индикационного значения люмбрицид  служат общая плотность, численность, видовое разнообразие, параметры трофической структуры, вертикальное распределение этой группы педобионтов в почвенном профиле. Подобные исследования стали особенно актуальны в связи с необходимостью прогнозирования экологического состояния окружающей среды.

Для изучения численности, видового состава люмбрицид, и также выявления особенностей распределения их в почвенном профиле в период с 2006 по 2015 год автором использован метод почвенных проб при исследовании естественных и агробиоценозов в черте города Костромы и его окрестностях. Для изучения вертикального распределения различных видов люмбрицид  почва  разбиралась послойно: подстилка, 0-5 см, 5-10 см, 10-20 см, 20-30 см, 30-40 см. Для идентификации видов дождевых червей использован определитель Т.С. Всеволодовой-Перель (1997).  Район исследования располагается в Среднерусской провинции дерново-подзолистых среднегумусовых почв, южно-таежной подзоны, которые характеризуются такими особенностями, как  кислая реакция по всему профилю, относительно небольшое  содержание гумуса (7 – 9 %), а также бесструктурность и бедность элементами минерального питания растений.

В почвах района исследования нами зарегистрировано 11 видов люмбрицид. Обнаруженные виды люмбрицид относятся к различным морфо-экологическим группам. Среди люмбрицид выделяют такие морфо-экологические типы, как питающиеся на поверхности почвы (подстилочные, почвенно-подстилочные, норники) и питающиеся почвенным перегноем или собственно-почвенные виды (верхнеярусные, среднеярусные, нижнеярусные, или норники). В верхних слоях почвенного профиля  нами выявлены такие виды люмбрицид как Lumbricus rubellus, Lumdricus terrestris, Dendrobaena octaedra, Eisenia fetida Dendrodrilus rubidus tenuis, Lumbricus castaneus. Следует отметить, что такие родственные виды как Lumbricus rubellus и Lumdricus terrestris обитают на разной глубине. Так основная масса Lumbricus rubellus  концентрируется в подстилке и в слое от 0 до 10 см, хотя он встречается и в более глубоких слоях почвы (до 15 – 25 см). В то же время, большая часть Lumdricus terrestris обнаружена на глубине 10 – 15 см, тогда как в подстилке данный вид не выявлен. Среди люмбрицид, относящихся к собственно-почвенным, в ходе исследования автором зарегистрированы такие виды, как  Aporrectodea caliginosа caliginosа, Aporrectodea roseа и Octоlasiоn lacteum.  Aporrectodea caliginosа caliginosа относится к среднеярусным люмбрицидам, которые по наблюдениям автора, выявлены на глубине 15 – 40 см. Однако, основная масса червей данного вида обнаружена на глубине 15 – 25 см. При неблагоприятных погодно-климатических условиях (высокие температуры воздуха и отсутствие длительное время поступления влаги в почву), как это наблюдалось в 2006 году, данный вид был отмечен и в верхних горизонтах почвы. Aporrectodea roseа является  нижнеярусной формой. Хотя ряд авторов отмечают, что  при благоприятных условиях среды данный вид обитает и в верхних почвенных горизонтах (Перель, 1979, Матвеева, 1983). Octоlasiоn lacteum относится  верхнеярусным люмбрицидам, выявлен автором на глубине 10 – 15 см.

Соотношение морфо-экологических групп обнаруженных в районе исследования различно в городских и пригородных биоценозах. Так, по результатам полевого исследования автором установлено, что в направлении пригородных экосистем доля подстилочных форм дождевых червей увеличивается с 27 % до 47,6 %. Это обусловлено, очевидно,  тем, что мощность подстилки в данных биогеоценозах увеличивается и она меньше подвержена рекреационным нагрузкам. Доля почвенно-подстилочных форм больше в тех биотопах, где влажность почв составила до 26,76±2,68 %, что является наиболее высокими показателями среди обследованных почв. Данный факт можно объяснить тем, что почвенно-подстилочные формы наиболее влаголюбивы.  Собственно-почвенные формы люмбрицид также встречаются как в городских, так и в пригородных биогеоценозах, что, очевидно, связано с меньшим колебанием почвенных и климатических условий. Однако отмечена тенденция увеличения данной морфо-экологической группы люмбрицид в направлении фоновых биогеоценозов, наибольшее их число установлено в тех биотопах, где влажность почв максимальна. В независимости от морфо-экологического типа, а также активности люмбрицид, связанная с перенесением неблагоприятных условий для дождевых червей характерна сезонная активность. Так, в осенний период при понижении температуры,  люмбрициды мигрируют на глубину до 1 м, где они сворачиваются в клубочки или сворачиваются в клубочки внутри построенных из собственных копролитов капсул.

По результатам исследований автором проведен анализ изменений численности и биомассы люмбрицид в связи с изменениями почвенных характеристик. Установлено, что Lumbricidae проявляют корреляцию с такими параметрами почвы, как содержание органического вещества, кислотность  и влажность почв. Однако доверительные различия по численности данной группы педобионтов и показателем содержание гумуса в почве не установлены (коэффициент корреляции 0,48±0,07, коэффициент достоверности t – 6,85, уровень значимости α≤0,001). Достоверные различия числа люмбрицид отмечены по показателю биомасса. Коэффициент корреляции между биомассой Lumbricidae и содержанием органики составил 0,532±0,073 (P ≥ 0,999), по показателю влажности  –  0,29±0,093 (P ≥ 0,95), по кислотности почв – 0,77±0,04 (P ≥ 0,999). Следовательно, биомассу можно считать  более важным показателем почвенных условий.

Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что распределение дождевых червей в почвенном профиле преимущественно определяется экологическими особенностями конкретного вида. Дождевые черви характеризуются приуроченностью представителей отдельных видов к определенным вертикальным стациям почвенного профиля. Родственные виды, обитающие в сходных биотопах, как правило, обитают на разной глубине почвенного профиля.  Однако следует учитывать, что активность в почвенном профиле и численность дождевых червей в разных экосистемах зависит от почвенно-экологических условий, в том числе и физико-химическимих свойств почв, а также действия неблагоприятных факторов среды. Почвенные  условия оказывают влияние и на количественный состав данной группы педомезобионтов.  В целом, распространение люмбрицид лимитируется такими факторами, как мощность подстилки и содержание гумуса в почве, а также  влажностью почв. Однако влажность в большей степени влияет на сезонные процессы динамики численности педобионтов, чем на количественный и качественный состав педофауны.

Литература

1. Безкоровайная И.Н. Биологическая диагностика и индикация почв. – Красноярск: Красноярск. Гос. аграр. ун-т, 2001. – 40 с.
2. Всеволодова-Перель Т.С. Дождевые черви фауны России: Кадастр и определитель. – М.: Наука, 1997. – 102 с.
3. Гиляров М.С. Почвенные беспозвоночные как показатели почвенного режима и условий среды // Биологические методы оценки природной среды. – М.: Наука, 1978. – С. 78 – 89.
4. Криволуцкий Д.А. Почвенная фауна в экологическом контроле. – М.: Наука, 1994.– 272 с.
5. Оливериусова Л. Оценка состояния окружающей среды методом комплексной биоиндикации. // Биоиндикация и биомониторинг. – М.: Наука, 1991. – С. 39 – 44.
6. Резниченко И. С. Влияние выбросов Среднеуральского медеплавильного завода на популяции дождевых червей: дисс. канд. биологич. наук. – Омск, 2015. – 127 с.

References

1. Bezkorovajnaja I.N. Biologicheskaja diagnostika i indikacija pochv. – Krasnojarsk: Krasnojarsk. Gos. agrar. un-t, 2001. – 40 s.
2. Vsevolodova-Perel' T.S. Dozhdevye chervi fauny Rossii: Kadastr i opredelitel'. – M.: Nauka, 1997. – 102 s.
3. Giljarov M.S. Pochvennye bespozvonochnye kak pokazateli pochvennogo rezhima i uslovij sredy // Biologicheskie metody ocenki prirodnoj sredy. – M.: Nauka, 1978. S. 78 – 89.
4. Krivoluckij D.A. Pochvennaja fauna v jekologicheskom kontrole. – M.: Nauka, 1994. – 272 s.
5. Oliveriusova L. Ocenka sostojanija okruzhajushhej sredy metodom kompleksnoj bioindikacii. // Bioindikacija i biomonitoring. – M.: Nauka, 1991. – S. 39 – 44.
6. Reznichenko I. S. Vlijanie vybrosov Sredneural'skogo medeplavil'nogo zavoda na populjacii dozhdevyh chervej: diss. kand. biologic.nauk. – Omsk: 2015. – 127 s.