Печать
Категория: Материалы VIII Симпозиума (2018 год)
Просмотров: 119

АНТРОПОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ МЕЗОНАСЕЛЕНИЯ ПОЧВ СТЕПНЫХ ГЕОСИСТЕМ ПРИБАЙКАЛЬЯ

ANTHROPOGENIC TRANSFORMATION OF THE SOIL MESOPOPULATION IN STEPPE GEOSYSTEMS OF THE PREBAIKALIA

Е.П. Бессолицына

E.P. Bessolitsyna

Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН

(Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 1) 

V.B. Sochava Institute of Geography of the Siberian Branch RAS

(Russia, 664033, Irkutsk, 1 Ulan-Batorskaya Str.)

e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

В работе дан ландшафтно-экологический анализ изменения структуры и таксономического разнообразия сообществ почвенных беспозвоночных степных геосистем Прибайкалья под воздействием антропогенных факторов. Главной тенденцией изменения таксономического разнообразия сообществ педобионтов является уменьшение количества видов в градиенте нарастания аридности климата, усиления гипотермальности и антропогенного прессинга.

The paper presents a landscape-ecological analysis of changes in the structure and taxonomic diversity of the communities’ soil invertebrates in steppe geosystems of the Prebaikalia under the influence of anthropogenic factors. The main trend of changes in taxonomic diversity of pedobionts communities is a decrease in the species number in the gradient of an increase of climate aridity, and strengthening of the hypothermal character and anthropogenic pressure. 

Распространение степных территорий в Прибайкалье в значительной степени определяют своеобразные климатические условия: здесь выше продолжительность солнечного сияния и прозрачность атмосферы и, как следствие, отмечаются высокие величины суммарной радиации. На западном побережье Байкала специфика взаимодействия атмосферы, водной массы озера и окружающей суши создают предпосылки для выпадения наименьшего количества атмосферных осадков [3]. Велика роль подгорного и котловинного эффектов, усиливающих сухость климата. Усугубляют климато-экологическую ситуацию малоснежные зимы. Дифференциацию биоклиматических ресурсов определяют также орографические и литолого-геоморфологические факторы.

Своеобразие ландшафтно-экологических условий способствовало формированию уникальных природных объектов с большим количеством редких видов и высоким ценотическим и видовым разнообразием. Здесь наблюдается наложение ареалов представителей различных биогеографических зон, что ведет к усложнению ситуации с точки зрения распространения видов и фаунистических комплексов, наличие рефугиальных зон обеспечивает сохранение пустынно-степных и неморальных реликтов прошлых геологических эпох [4].

Наиболее мощным фактором дестабилизации экологической обстановки на всех уровнях организации ландшафта является усиливающееся воздействие человека: пожары, техногенная контаминация, земледельческое освоение, ненормированное использование удобрений и пестицидов, высокая пастбищная и рекреационная нагрузки, сокращение лесопокрытых площадей в результате рубок. Расширение и образование новых урбанизированных зон ведет к трансформации, сокращению, иногда полной деградации среды обитания животных и даже уничтожению наименее устойчивых экосистем.

В результате наложения воздействия антропогенных факторов на динамику климата, связанную как с глобальным его потеплением, так и с вековыми природными циклами, в значительной мере усиливается изменение климатических показателей – возрастают приповерхностная температура воздуха, тепловое излучение земной поверхности, температура почвенного покрова, становится иной структура радиационного и теплового баланса. Дефицит почвенной влаги в сочетании с недостатком органического вещества в верхних слоях почвы отрицательно сказывается на численности и видовом разнообразии педобионтов. Наблюдается дисбаланс между разнообразием сообщества и численностью отдельных видов. Среди функционально-трофических групп резко возрастает количество насекомых с короткими циклами развития, в результате чего складываются благоприятные экологические условия для возникновения очагов массового размножения филлофагов, которые временно приобретают значение ключевого звена, существенно меняющего характер функционирования системы в целом. В связи с этим регенерация биотических сообществ затягивается на длительный период, а в ряде случаев становится невозможной, способствуя формированию опустыненных территорий.

Нарушение экологического равновесия является предпосылкой возникновения конфликтных ситуаций локального и регионального характера, приводящих к безвозвратным потерям отдельных видов природных ресурсов, утрате функциональной значимости ландшафта, а иногда эстетической и рекреационной ценности [1, 5].

Возникновение первичных очагов вредоносных видов, как правило, приурочено к наиболее чувствительным и наиболее нарушенным элементам ландшафтов. И чем радикальнее изменение экологических условий, тем беднее производный ценоз, ниже способность к восстановлению саморегуляции и больше вероятность дигрессионных смен коренных сообществ.

Преобразование почвенного покрова при возделывании сельскохозяйственных культур также оказывает существенное влияние на качественный и количественный состав населения животных. Продолжающаяся во всем мире интенсивная химизация сельского хозяйства приводит к тому, что ежегодно в среду обитания всего живого, включая человека, поступает большое количество различных чужеродных химических веществ (ксенобиотиков), в том числе и пестицидов, которые уничтожают не только вредные для сельского хозяйства организмы, но и полезные виды.

Минимальные значения зоомассы отмечены на пахотных землях. В агроценозах формируются своеобразные комплексы с низким разнообразием фауны и высокой численностью и встречаемостью отдельных видов фитотрофных насекомых. Масса педобионтов на обрабатываемых полях (0,2-1,8 г/м2) многократно меньше по сравнению с литоморфно-степными участками (6, 3-12,2 г/м2), луговыми 10,5-14,6 г/м2) и лесными (13,1-23,1 г/м2) биогеоценозами в аналогичных местоположениях. Наиболее глубокие различия наблюдаются при вовлечении в сельскохозяйственное иcпользование почв лесостепных ландшафтов.

Сходные тенденции изменения таксономического разнообразия прослеживаются при использовании земель в качестве пастбищ и при высокой рекреационной нагрузке. Избыточная пастьба ведет к деградации почвенно-растительного покрова и уменьшению общего числа видов беспозвоночных животных. Так как подстилка на участках с большой нагрузкой практически не образуется, структура гемиэдафона также значительно обеднена. При ограничении выпаса скота разнообразие видов степных сообществ снижаются на 20-30%; при усиленном – на 80-90%.

Таким образом, при трансформации остепненных и степных биогеоценозов, обусловленной антропогенной составляющей, перестройка биотических сообществ, как правило, идет в сторону уменьшения таксономического разнообразия и упрощения структуры сообществ. В составе зооценозов от тайги к лесостепи и степи возрастает численность насекомых и удельный вес фитотрофной группы за счет появления специализированных фитофагов, а также эвритопных, более адаптационно-способных видов.

Степень изменения/нарушенности почвенной биоты, как и состояние сообществ, оцениваемые величиной отклонения индикационных признаков от фоновых характеристик [2], на обследованной территории варьируют в пределах пяти категорий: условно ненарушенные, слабо-, средне-, сильно нарушенные и радикально преобразованные (очень сильно нарушенные).

Важным методологическим аспектом оценки состояния геосистем является представление об уровнях их пространственной размерности. Закономерности, имеющие место в системе общих взаимосвязей и взаимообусловленности внутри среды обитания, неодинаковы по своим пространственно-временным масштабам. На региональном уровне структура сообществ и количественные характеристики зависят в основном от факторов макрогеографического порядка – природной зональности, секторности, высотной поясности, проявляющихся в изменении климата, растительности, почвенного покрова и особенностях рельефа. Дифференцирующими факторами второго порядка являются локальные соотношения тепло- и влагообеспеченности, обусловленные строением ландшафта, составом фитоценоза, экспозиционными особенностями, мезо- и микрорельефом.

В нарушенных почвах исходных таежных биогеоценозов формируются разнообразные по своему составу сообщества, нетипичные для зональных и подзональных типов растительности и обогащающие региональную фауну эвритопными более адаптационно способными видами.

Спектр выделенных в Прибайкалье ландшафтно-экологических комплексов беспозвоночных животных включает:

I – Азональные: горнотаежные (бореальные) мезофильные и мезогигрофильные, в составе развитого ауэдафического блока которых доминируют крупные сапрофаги – люмбрициды; со средними и высокими показателями биомассы; распространены в темнохвойных лесах на мерзлотно-таежных оподзоленных, перегнойно-карбонатных и торфянисто-перегнойных мерзлотных почвах;

II – Зональные и подзональные: 1) – таежно-лесной (бореальный) гигрофильный с относительно низкой численностью люмбрицид и низкой биомассой; населяет темнохвойные леса с мерзлотно-таежными, дерново-карбонатными, торфянисто-перегнойными, перегнойно-карбонатными оподзоленными почвами;

2) – южно-таежный (бореальный) мезофильный с выраженным доминированием крупных сапрофагов в составе ауэдафического блока; населяет смешанные и светлохвойные леса на типичных подзолистых, слабоподзолистых и подзолисто-глеевых почвах;

3) – подтаежный (суббореальный) мезофильный и мезоксерофильный со слабо развитым ауэдафическим блоком и наличием литофильных видов, со средними показателями биомассы; обитатели преимущественно светлохвойных и смешанных лесов на дерновых лесных слабоподзолистых, дерново-карбонатных и подзолисто-глеевых почвах;

4) – лесостепной (суббореальный) псаммофильно-боровой, мезоксерофильный с фрагментарным ауэдафическим блоком и преобладанием литофильных видов, со средними и относительно низкими значениями биомассы; населяет дерново-карбонатные (типичные, выщелоченные и оподзоленные), дерново-подзолистые обычные и дерново-подзолистые оглеенные почвы;

5) – лесостепной (лугово-лесной и остепненно-луговой) мезофильный и мезоксерофильный с фрагментарным слабо развитым ауэдафическим блоком, относительно низкой численностью крупных сапрофагов и невысокими величинами зоомассы на дерново-карбонатных (типичных, выщелоченных, оподзоленных, оглеенных) почвах;

III – Интразональные: 1) – луговой мезофильный с фрагментарным распространением крупных сапрофагов со средними значениями зоомассы, населяет луговые (обычные и заболоченные) почвы;

2) – лугово-болотный гигрофильный с невыраженным фрагментарным ауэдафическим блоком и относительно низкими показателями зоомассы; населяет лугово-болотные обычные и лугово-болотные перегнойные почвы;

3) – лугово-лесной мезофильный и гигрофильный с фрагментарным ауэдафическим блоком и относительно низкой численностью люмбрицид, со средними показателями биомассы; населяет аллювиальные луговые и дерново-луговые почвы;

4) – болотный гигрофильный полидоминантный с преобладанием мелких сапрофагов – энхитреид, личинок двукрылых с низкими показателями биомассы, обитатели болотных торфянисто-глеевых, торфянистых и торфяных перегнойно-глеевых почв;

IV – Полизональные: 1) – герпетобионтный маловидовой с преобладанием артропод и неразвитым ауэдафическим блоком с очень низкими показателями биомассы; населяет слабо развитые органогенные щебнистые почвы;

2) – модифицированный, маловидовой пирогенный, мезоксерофильный с редуцированным и угнетенным ауэдафическим блоком и относительно низкими и очень низкими показателями биомассы;

3) – трансформированный маловидовой агроценотический, мезоксерофильный с угнетенным ауэдафическим блоком с низкими и очень низкими показателями биомассы;

4) – радикально преобразованные (урбанизированные и техногенные), бесструктурный мезоксерофильный с преобладанием герпетобионтных (эвритопных) видов артропод и очень низкой биомассой.

В целом по своему содержанию этот спектр отражает современное ценотическое разнообразие биотических комплексов ландшафтно-экологического диапазона и их изменения в градиенте влияния экологических факторов, включая и воздействие человека.

В результате неблагоприятного сочетания природных факторов для степных и лесостепных ландшафтов Прибайкалья характерны низкая устойчивость к антропогенным воздействиям и слабая восстановительная способность биотических сообществ. Обеднение и тривиализация таксономического и ценотического разнообразия животного населения, вспышки массовых размножений насекомых следует рассматривать как индикаторы неблагоприятных процессов в ландшафте – изменения почвенно-растительного покрова в направлении его значительной ксероморфизации и деградации.

Выявленные закономерности, позволяющие проследить изменения биоты в зонально-региональном аспекте и под воздействием антропогенных факторов, могут быть использованы для создания инфраструктур пространственных данных о состоянии ландшафта, а также – для оптимизации экологического контроля в целях сохранения биоразнообразия: с одной стороны при выборе ключевых участков и тестовых полигонов, с другой – репрезентативных элементов биоты в качестве объектов наблюдений в различных ландшафтно-зональных условиях. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Бессолицына Е.П. Геосистемы контакта тайги и степи: юг Центральной Сибири / Е.П. Бессолицына, С.В.Какарека, А.А.Крауклис, Л.К. Кремер. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1991. 216 с.
  2. Бессолицына Е.П. Ландшафтно-экологическая оценка изменения геосистем под воздействием антропогенных факторов // География и природные ресурсы. 2001. № 4. С. 11-17.
  3. Бессолицына Е.П. Трофимова И.Е. Типизация эколого-климатических ситуаций в степных ландшафтах Приольхонья // Степи Северной Евразии. Эталонные степные ландшафты: проблемы охраны, экологической реставрации и использования. Оренбург, 2003. С. 84-87.
  4. Уникальные объекты живой природы Бассейна Байкала. Новосибирск: Наука, 1990. 224 с.
  5. Bessolitzina E.P. Dynamics of soil zoocoenoses in the South of Central Siberia under influence of anthropogenic factors // Biodiversity and Dynamics of Ecosystems in North Eurasia. Novosibirsk, 2001. Vol. 4, Pt2. P. 97-99.