РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
НАПОЧВЕННЫЕ НАСЕКОМЫЕ КАК ИНДИКАТОР СОСТОЯНИЯ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ
ВВЕДЕНИЕ
Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, далеких от состояния экологического равновесия. Строительство зданий, промышленных комплексов, коммуникаций приводит к изменению микроклимата, режима температуры, влажности, освещенности, состава атмосферного воздуха и т.д. Все эти факторы, связанные с урбанизацией и относящиеся к ее прессу, имеют огромное влияние на численность, видовой состав и структуру фауны.
В настоящий момент актуальным является выбор эффективных объектов для постоянного всестороннего контроля за состоянием биоценозов в условиях нарастающей урбанизации. Среди животных, быстро и адекватно реагирующих на изменения в окружающей среде, особую группу составляют герпетобионтные (т.е. напочвенные) беспозвоночные. Термин «герпетобионты» введен в 1924 г. В. Д. Догелем, предложившим назвать так обитателей поверхности почвы. В настоящее время к герпетобионтам относят напочвенных (подстилочных) беспозвоночных животных из классов ракообразные, паукообразные, многоножки и насекомые, активно передвигающихся по поверхности почвы. Актуальность изучения этих животных диктуется их обилием и важной ролью в биоценозах, чуткостью к изменениям природных режимов, а также малой изученностью их фауны в пределах города Донецка.
В настоящее время исследования распространения и экологии насекомых в техногенных экосистемах акцентировано на изучении герпетобионтов как группы, наиболее чувствительной к антропогенному воздействию. Существует много публикаций, в которых представлены результаты исследования комплексов герпетобионтов, либо отдельных групп герпетобия, в естественных и искусственных ценозах Приазовья. Тем не менее, в самом Донецке единственной известной нам работой является работа В.В. Мартынова (2005), касающаяся изменения спектров жизненных форм жужелиц по городскому градиенту.
Целью работы является эколого-фаунистическое исследование герпетобионтного населения членистоногих в урбоценозах города Донецка.
Основные задачи:
1) Выявить таксономический состав и численное обилие герпетобионтного населения урбанизированных и естественных ценозов г. Донецка.
2) Рассмотреть изменение структуры населения герпетобионтных жесткокрылых на участках естественного и искусственного происхождения.
Гипотеза. Выявление изменений в составе сообществ напочвенных насекомых позволяет оценивать состояние качества городской среды, т.е. использовать их в биоиндикационных целях.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
В пределах города Донецка нами выделены четыре биотопа, отличающихся составом растительности и уровнем антропогенной нагрузки. Исследования проводили в течение теплого сезона 2016 года в следующих городских ценозах: 1) антропогенно трансформированных – пришкольный участок и террикон (Киевский район); 2) естественных – степной участок (Донецкий ботанический сад) и луговой участок около реки Кальмиус.
Для сбора напочвенных насекомых использовали метод почвенных ловушек, который при своей, сравнительно, небольшой трудоемкости дает возможность проводить исследования одновременно в нескольких биоценозах и обеспечивает обширный материал. Ловушками служили одноразовые пластиковые стаканы емкостью 0,25 л и диаметром отверстия 75 мм, которые вкапывали в почву вровень с поверхностью. Стакан на 2\3 заполняли концентрированным раствором соли. В каждом биотопе устанавливали по 10 ловушек через 1 м, с экспозицией 7 суток. Материал после сбора подвергался камеральной обработке (промывка, просушка, определение и подсчет) на кафедре зоологии и экологии биологического факультета ДонНУ (фото 1 и 2).
| 
|
Фото 1 и 2. Почвенные ловушки на степном участке и камеральная обработка материала
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В результате проведенных исследований нами было собрано 386 экземпляров насекомых из 5 отрядов, которые отличаются по структуре населения и численным характеристикам: Orthoptera, Hemiptera, Coleoptera, Hymenoptera, Diptera.
В таблице 1 показано процентное соотношение отрядов Insecta на различных участках, а также семейств отряда Coleoptera.
Таблица 1. Численность и биотопическое распределение
герпетобия г. Донецк (экз./%)
| Пришкольный участок | Террикон | Степной участок | Луговой участок | |
| Orthoptera | 1/3% | – | 2/1% | – |
| Hemiptera | 2/6 % | – | 12/9% | – |
| Coleoptera | 17/55% | 47/90% | 93/68% | 136/82% |
| Carabidae | 4/23% | 5/11% | 15/17% | 92/68% |
| Silphidae | 6/35% | – | – | 21/15% |
| Staphylinidae | 1/6% | – | 5/5% | – |
| Scarabaeidae | 1/6% | 2/4% | 2/2% | – |
| Dermestidae | – | 20/42% | 6/6% | 5/4% |
| Tenebrionidae | – | 20/42% | 52/56% | 14/10% |
| Curculionidae | 2/12% | – | 2/2% | 1/0.7% |
| Cerambycidae | – | – | 10/11% | 3/2.3% |
| Histeridae | 3/18% | – | 1/1% | – |
| Hymenoptera | 10/33% | 5/10% | 20/15% | 30/18% |
| Diptera | 1/3% | – | 10/7% | – |
| Всего | 31/100% | 52/100% | 137/100% | 166/100% |
Анализируя полученные данные, можно отметить, что наиболее полным составом вышеотмеченных отрядов характеризуется степной участок и пришкольный участок – здесь зарегистрированы все пять отрядов. Тем не менее, численность герпетобия выше именно на степном участке (рисунок 1). На терриконе отмечены только отряды Coleoptera и Hymenoptera.
Рисунок 1. Биотопическое распределение отрядов Insecta
на исследованных ценозах г. Донецк (1 – пришкольный участок; 2 – террикон; 3 – степной участок; 4 – луговой участок)
Как видно из таблицы 1 и рисунка 1, Жесткокрылые – самый массовый отряд среди насекомых-герпетобионтов, его удельная доля составила от 55% и 90% на трансформированных ценозах до 68% и 82% - на естественных ценозах.
Что касается остальных отрядов, то удельная доля Orthoptera составила 3% на пришкольном участке и 1% в степной зоне. На терриконе и на лугу представители данного отряда отсутствовали.
Удельная доля отряда Hemiptera составила 6% на пришкольном участке и 9% в степи. На терриконе и на лугу представителей данного отряда не было обнаружено.
Отряд Hymenoptera был достаточно многочислен на всех исследуемых участках. На пришкольном участке его доля составила 30%, на терриконе – 10%, на степном участке – 15%, на лугу – 18 %.
Отряд Diptera к герпетобию не относится и составляет случайный прилов.
Возвращаясь к отряду Coleoptera, следует отметить, что всего на исследованных ценозах было зарегистрировано 9 семейств жесткокрылых: Carabidae, Silphidae, Staphylinidae, Scarabaeidae, Dermestidae, Tenebrionidae, Curculionidae, Cerambycidae, Histeridae (рисунок 2). Каждый исследованный ценоз отличался по составу доминантных группировок. Так, на пришкольном участке к числу доминантов можно отнести жужелиц, мертвоедов и карапузиков, хотя общая численность жесткокрылых здесь невелика. На терриконе было отмечено всего 4 семейства, из них преобладали кожееды и чернотелки. Наибольшей численностью и представленностью семейств жесткокрылых обладали естественные ценозы, тем не менее они также отличались составом доминантных жесткокрылых. На степном участке наиболее многочисленными оказалось семейство чернотелки, что связано с тем, что представители данного семейства предпочитают открытые, хорошо прогреваемы участки, а на луговом участке преобладали жужелицы.
Рисунок 2. Соотношение семейств жесткокрылых в герпетобии на исследованных ценозах г. Донецк (1 – пришкольный участок; 2 – террикон; 3 – степной участок; 4 – луговой участок)
ВЫВОДЫ
1. Структуру герпетобионтного населения урбанизированных ценозов г. Донецка формируют те же группы членистоногих, что и в естественных: Orthoptera, Hemiptera, Coleoptera, Hymenoptera.
2. Формирование герпетобия происходит главным образом за счет насекомых из отряда Coleoptera (от 55% и 90% на трансформированных ценозах до 68% и 82% - на естественных ценозах). Отряд Coleoptera представлен 9 семействами, численность и биотопическое распределение которых отличалось. Наименьшее число данных семейств отмечено на терриконе, наибольшее – в естественных ценозах.
Материалы данной работы вносят определенный вклад в изучение биоразнообразия урбанизированных экосистем и в формирование представления о герпетобионтной мезофауне города Донецка, а также могут быть в дальнейшем использованы в мониторинговых исследованиях.