Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Население и структура популяции жужелиц (Coleoptera, Carabidae) урбанизированных ландшафтов на севере Мещерской низменности

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Население и структура популяции жужелиц (Coleoptera, Carabidae) урбанизированных ландшафтов на севере Мещерской низменности"

г.; сл

2 ¿ НОЯ Щ7

На правах рукописи

ХОТУЛЕВА Ольга Викторовна

НАСЕЛЕНИЕ И СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИИ ЖУЖЕЛИЦ (COLEOPTERA, CARABIDAE) УРБАНИЗИРОВАННЫХ ЛАНДШАФТОВ НА СЕВЕРЕ МЕЩЕРСКОЙ НИЗМЕННОСТИ

Специальность 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва, 1997 г.

Работа выполнена в Московском педагогическом государственном университете на кафедре зоологии и экологии.

Научный руководитель:

Доктор биологических наук, Профессор Шарова И.Х.

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук, Профессор Стриганова Б.Р.

Кандидат биологических наук, Соболева-Докучаева И.И.

Ведущее учреждение - ВНИИ охраны природы и заповедного дела.

Защита состоится « & » ^мса^рх, 199«/ г. в {6 часов на заседании диссертационного совета К 053.01.10 в Московском педагогическом государственном университете по адресу: 129243, г. Москва, ул. Кибальчича,6, корпус 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МПГУ по адресу: 119435, Москва, ул. Малая Пироговская, д.1.

Автореферат разослан « » и^л^Л, 1997 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета

Шаталова с.П

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. Проблема взаимодействия человека с природой приобретает все более важное значение. Современный глобальный характер воздействия человека на природу вызывает необходимость в разработке определенного комплекса природоохранительных мероприятий, с целью оценки и прогнозирования степени устойчивости биоценозов к возрастающему прессу урбанизации, как в естественных, так и антропогенных ландшафтах.

Жужелицы (Coleóptera, Carabidae) представляют одну из удобных групп почвенных животных, которую можно использовать в целях биоиндикации и биомоциторинга. Специфическая реакция жужелиц на рекреационные изменения среды, выражающаяся в трансформации фаунистического состава, плотности и структуры населения, позволяет экологам выявлять состояние условий в биогеоценозах, судить о степени их нарушенности и разрабатывать пути их восстановления.

Существует обширная литература по характеристике населения жужелиц естественных биоценозов различных ландшафтных зон, а также ряд исследований по агроценозам и лесным экосистемам, трансформированных под влиянием антропогенного фактора. Сведений, касающихся структуры населения жужелиц урбанизированных ландшафтов на территории России значительно меньше. Большая часть карабидологических исследований проводилась в крупных промышленных городах (Рекк, 1987; Козырев, 1990; Душенков, 1983; Козлов, 1990; Молодова, 1991; Соболева-Докучаева, 1993). Несмотря ira существующий интерес исследователей к этой проблеме, многие аспекты экологии жужелиц в условиях города остаются мало изученными.

Крупный город часто представляет собой в историческом плане неустойчивую стадию развития населенного пункта; промежуточными этапами па этом пути были деревня, мелкий и средний города (Клауснитцер, 1990).В связи с этим, одной из важных сторон комплексного исследования энтомофаутты урбанизированных ландшафтов, является изучите сообществ жужелиц малых и средних городов, как промежуточной фазы в развитии биоты больших городов.

В настоящее время эта проблема остается практически неисследованной, что и послужило основанием для выбора темы настоящей работы.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы было изучение влияния урбанизации и рекреации на состав и структуру комплексов жужелиц, а также выявлепие основных закономерностей пространственно-временной динамики состава и структуры населения жужелиц городских и пригородных ценозов, подверженных разной степени антропогенной трансформации в условиях Подмосковной Мещеры.

В связи с этим были поставлены следующие задачи.

1.Изучить видовой состав и экологическую структуру населения

жужелиц малого и среднего городов восточного Подмосковья.

2.Проанализировать влияние урбанизации на структуру населения жужелиц в городских биоценозах с различными почвенно-растительными условиями.

3.Изучить пространственную структуру распределения жужелиц в городских парках с разной степенью рекреационной дигрессии.

4.Выявить особенности сезонной динамики демографической структуры популяций доминантных видов жужелиц под влиянием урбанизации и рекреации.

5.Выяснить пути формирования населения жужелиц городских биоценозов, и закономерности распределения жужелиц по элементам городского ландшафта.

Научная новизна. Впервые изучены видовой состав и структура населения жужелиц ряда урбанизированных ландшафтов мало изученного региона - Мещерской низменности. Проанализированы закономерности пространственно-временной динамики экологической структуры населения жужелиц городских биоценозов и ряда пригородных ландшафтов, включающих как естественные биотопы: лесопарки, леса, луг, так и антропоценозы: дачные участки, пустырь. Исследованы особенности сезонной динамики активности и половозрастной структуры доминантных видов жужелиц в условиях урбанизации и рекреации. Выявлены основные закономерности расселения жужелиц по элементам городского ландшафта.

Теоретическое и практическое значение работы. Проведено сравнительно-экологическое исследование населения жужелиц в разных типах городского и пригородного ландшафта малого и среднего городов Подмосковной Мещеры (на примере г.г. Орехово-Зуево и Ликино-Дулево). Проанализированы экологические закономерности в изменении структуры населения и популяций массовых видов жужелиц под влиянием урбанизации и рекреации, а также выявлена специфика адаптации: жужелиц к условиям жизни в небольшом городе. Выявлено что, пригородные биоценозы имеют большое значение как природные резерваты лесных видов жужелиц, а также способствуют расселению лесных видов в урбанизированные ландшафты. Полученные данные могут быть использованы в биомониторинге состояния как естественных, так и антропогенных ландшафтов.

Публикация и апробация результатов. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научных конференциях преподавателей Орехово-Зуевского педагогического института (1993, 1994, 1995, 1996 г.г.), на заседаниях кафедры зоологии и экологии МПГУ им. Ленина (1993, 1994, 1997 г.г.), на 2-й Международной научно-пракгической конференции (Пермь,1995), на 1 Всероссийском совещании по проблемам почвенной зоологии (Ростов-на-Дону, 1996). По теме диссертации опубликовано 4 работы, 1 работа принята к

печати.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на страницах машинописного текста, содержит таблиц и рисунков; состоит из введения, 6 глав, выводов. Список литературы включает наименований, в том числе

на иностранных языках, приложение на страницах. Глава 1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

На основании литературных данных приведена общая характеристика природных условий района исследований (Орехово-Зуевский район, Московской области), расположенного на северо-востоке Мещерской низменности . В работе имеются краткие сведения о рельефе, типах почв и растительном покрове, а также климате района исследований. Приводится описание модельных участков городских и пригородных биотопов.

Материалом для написания работы послужили собственные полевые исследования, проведенные в течение полных вегетационных сезонов (с апреля по октябрь) в 1991-1996 годах. Сбор материала проводился преимущественно методом почвенных ловушек, установленных с учетом микростациальных условий и градиента урбанизации - в городских биотопах, и по общепринятой схеме - в пригородных ценозах. Дополнительно применялись методы почвенных проб и ручной сбор.За время исследований было обследовано 18 биотопов, собрано более 50 тыс. имаго жужелиц, отработано более 16 тыс. ловушко-суток, изучено репродуктивное состояние около 40 тыс. имаго 7 доминантных видов жужелиц.

Глава 2. ОБЩАЯ ЭКОЛОГО-ФАУНИСТИЧЕСКАЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА ЖУЖЕЛИЦ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ЛАНДШАФТОВ.

За время исследований в г.г. Орехово-Зуево, Ликино-Дулево и их окрестностях нами было зарегистрировано 71 видов жужелиц из 26 родов. В пригородных ценозах обнаружено 63 вида, в городских парках - 54, в районах жилой застройки - 41 вид. В различных стациях модельного района, в качестве массовых по числешгому обилию отмечено 21 видов жужелиц (табл.1, доминанты отмечены звездочкой). Объем родов принят по О.Л. Крыжановскому и др. (КтугИапоУБклу е! а!, 1995).

Таблица 1.

ВИДОВОЙ СОСТАВ ЖУЖЕЛИЦ УРБАНИЗИРОВАННОГО ЛАНДШАФТА ГОРОДОВ ОРЕХОВО-ЗУЕВО И ЛИКИДО-ДУЛЕВО, МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ.

СагаЬш ^апикШв Ь.* С. петогаНя Мие11.* С. glabratus Раук.

С. Ьог1еш1я Ь.* Ье^Ц^ Гетттеих Ь. Ь. {егтшаШк Сетт.

Notiophilus biguttatus F. N. palustris Duft. Elaphrus cupreus Duft. Loricera pilicornis F.* Clivina fossor L. Broscus cephalotes L. Epaphius secalis Payk.* Bembidion lampros Hbst. B. dentellum Thunb. B. tetracolum Say.

B. qadrimaculatum L. Patrobus atrorufus Stroem.* Poecilus lepidus Leske.*

P. vcrsicolor Sturm.* Pterostichus niger Schall.* P. anthracinus Jll.* P. minor Gyll. F1. nigrita Payk. P. strenuus Pans. P. diligens Sturm. P. oblongopunctatus F.* P. melanarius Jll.* Calathus fiiscipes Pz*

C. erratus C. Saldb.* C. melanocephalus L * C. micropterus Duft.* Agonum moestum Duft. A.mullcri Hbst. A.sexpunctatum L. A.vcrsitum Gyll.

A.fuliginossum Panz. A.gracilc Sturm. A.assimile Payk.*

A.obscurum Hbst. A.dorsale Pont. Synuchus vivalis Jll. Amara plebeja Gyll.* A.aenea Deg. A. communis Panz. A.convexior Steph. A.eurynota Panz. A.spreta Dej. A.bifrons Gyll. A.brunnea Gyll. A.consularis Duft. A.fulva Deg. A.majuscula Chaud. Curtonotus aulicus Panz. Anisodactylus binotatus F.

A.signatus Panz. Pseudoophonus rufipes Deg.* Harpalus tardus Panz.* H.xanthopus Gemm.* H.affinis Schrnk. ILvernalis F. H.distingucndus Duft. Acupalpus flavicollis Sturm. Stenolophus mixtus Hbst. Trichocellus placidus Gyll. Oodes helopioudes F. Badister unipustulatus Bon.

B.Bipustulatus F. B.lacertosus Sturm. B.peltatus Panz.

Lebia chlorocephala Hoffm.

Эколого-фаупистическая структура населения жужелиц урбанизированных ландшафтов модельного района восточного Подмосковья характеризуется достаточно высоким видовым разнообразием, (фауна исследуемого района составляет 1/3 карабидофауны Московской области), (по данным Шаровой, 1982, Федоренко. 1988).

В результате сопоставления наших данных с литературными, по карабидофауне малого среднего и крупного городов выяснено, что при

урбанизации, изменение фауны и населения жужелиц сохраняет сходные тенденции. При этом, по фаунистическому составу население жужелиц среднего города более близко к населению жужелиц малых городов (Кф=0,44 и 0,62), чем к карабидофауне крупных городов (К = 0,42).

Доминантные виды экологически дифференцированы по избирательности к биотопам, при этом наблюдается закономерная смена доминантных видов жужелиц по градиенту урбанизации.

Зоогеографический состав населения жужелиц исследованных биотопов характеризуется господством видов с широкими ареалами: транспалеарктических и европейско-сибирских, вместе с тем, присутствие таежных и европейско-средиземноморских видов отражает экотонное положение территории региона между лесной, лесостепной и таежной зонами.

Экологическая структура населения жужелиц по биотопическому преферендуму изучаемого района характеризуется высоким обилием лесных видов, которые наиболее разнообразно представлены в городских парках и пригородных лесах (в среднем, 56,5% видового и 80,9% численного обилия). В районах жилой застройки и на пригородных открытых пространствах особое значение приобретают представители лугово-полевой, полевой и луговой групп (в среднем, 49,5% видового и 54,5% численного обилия). В целом, биотопический спектр карабидофауны урбаценозов представлен большим количеством экологических групп, что свидетельствует о многообразии экологических ниш в городском ландшафте. При этом, доля участия жужелиц каждой группы в экологической структуре различных городских стаций неодинаково.

Анализ структуры комплексов жужелиц урбаценозов по гигропреферепдуму показал, что повсеместно доминируют мезофилы (в среднем, 66,2% видового и 89,1% числешюго обилия). В пригородных открытых стациях и районах жилой застройки преобладают мезофилы открытых пространств, в городских парках, лесопарках и пригородных лесах более многочисленны мезофилы закрытых ландшафтов. Наличие гигрофильных и мезогигрофильных видов в исследуемых биотопах в основном отражает ландшафтные и климатические особенности Мещеры.

Сравнительная характеристика экологической структуры комплексов жужелиц по биотопическому преферендуму и гагропреферендуму раскрывает сущность зональных и интразональных черт. Зональный характер комплексов жужелиц исследованных биотопов обусловлен доминированием зональных биотопических групп видов, общих с таковыми в естественных ландшафтах зоны. Интразональные черты присущи комплексам жужелиц урбаценозов и зависят от наличия большой группы видов с мультизональным распространением и широкой экологической пластичностью.

В спектре жизненных форм жужелиц исследованных биотопов

представленных 2 классами и 11 группами (по системе Шаровой, 1981) господствуют зоофаги, составляя в целом 67,8% видового и 87,5% численного обилия. Наиболее многочисленны среди зоофагов группы подстилочных, поверхностно-подстилочных и подстилочно-почвенных стратобионтов, составляющих в целом 25,0; 20,6; 10,3% видового и 20,6; 20,1; 40,5% численного обилия, соответственно. Класс миксофитофагов представлен в районе исследований тремя группами (в целом 32,4% видового и 12,2% численного обилия), среди которых по числу видов доминируют геохортобионты гариалоидные (20,6%), а по численному обилию стратохортобионты (7,6%). Анализ спеюра жизненных форм по градиенту урбанизации позволил выявить некоторые закономерности изменения комплексов жужелиц в ряду от пригорода к районам застройки. С увеличением рекреации наблюдается упрощение спектра жизненных форм и обнаруживается смена викарирующих видов в пределах отдельных групп жизненных форм. Смена местообитаний жизненных форм жужелиц носит постепенный количественный характер и выражается в основном в расширении или сужении набора используемых ландшафтов.

Проведенный эколого-фаунистический анализ населения жужелиц урбанизированных ландшафтов севера Мещеры отражает специфику и самобытность карабидокомплексов этого региона и антропогенный характер исследованных ценозов.

Глава 3. ХАРАКТЕРИСТИКА КАРАБИДОКОМПЛЕКСОВ В МОЗАИКЕ ГОРОДСКОГО ЛАНДШАФТА.

В настоящей главе рассмотрены основные закономерности изменения структуры комплексов жужелиц в городских биоценозах под влиянием рекреации и урбанизации.

Для оценки антропогенного влияния на структуру населения жужелиц районов городской застройки, мы проанализировали изменение следующих основных критериев структуры карабидокомплексов по градиенту урбанизации: видовое разнообразие, динамическая плотность по уловистости в ловушки, экологическая структура по биотопическому преферендуму и спектр жизненных форм (рис. 1).

В целом, в районах жилой застройки обнаружено 41 видов жужелиц, относящихся к 15 родам. По градиенту урбанизации, в ряду от районов индивидуальной застройки к району многоэтажной застройки число видов сократилось с 32 до 19, при этом индекс видового разнообразия Менхиник (МепсЫшк. 1964) снизился с 0,63 до 0,33. Динамическая плотность по уловистости в ловушки колебалась в широким пределах: от 8,9 экз. на 10 л/сут.

Рис. 1

Основные закономерности изменения комплексов жужелиц в городских биоценозах с увеличением рекреации и урбанизации.

Старые парки с

низким рекреационным прессом

Старые парки с

высоким рекреационным прессом

Молодые парки

с высоким рекреационным прессом

Районы жилой застройки с низким прессом

урбанизации

Районы жилой застройки с высоким прессом урбанизации

Степень озеленения

Сомкнутость крон деревьев

Влажность

Тепло

обеспеченность

Видовое

разнообразие

жужелиц

Динамическая плотность по удовистости в ловушки

!'!'. .................... I ^ ^ _ . I ____

<&жИ'- гУг % г-' Щ

... . 7 ■ я..,-- .-.. .

г'" 14 *<*. '-'ЯФ^г * 4 I •ЯЙ?

Экологические группы по биотопическому преферсндуму

Спектр

жизненных

форм:

По яруспо-

почвснному

преферсндуму

По трофической специализации

| 1

Условные обозначения: 3 - зоофаги; М - миксофитофаги.

- лесная группа видов;

- виды открытых пространств;

- поверхностно обитающие и подстилочные формы;

!!" IЧ !!!1!!'

- подстилочно-почвенные и роющие формы;

- в -

в районах с низким прессом урбанизации до 18,0 экз. на 10 л/суг. в сильно урбанизированных районах.

К видам, доминирующим по численности относятся 11 видов из 6 родов, что составляет 30% видового и 72,1% численного обилия от общего количества жужелиц в этих биотопах. Характер микростациалыюго распределения доминантов в районах застройки в большей мере зависит от типа почвы. Массовые виды жужелиц, заселяющие районы застроек, значительно различаются по экологическим требованиям и фенологии, что позволяет им избегать взаимной конкуренции.

Экологическая структура городского населения жужелиц характеризуется преобладанием видов открытых пространств (от 50 до 84,2%), что отражает микростациальную структуру районов застройки. Однако следует отметить, что в черте города наблюдается зависимость обилия лесной группы видов от степени озелененности территории и режима увлажнения биотопа, что часто напрямую зависит от пресса урбшшзации.

Спектр жизненных форм жужелиц районов . жилой застройки характеризуется доминированием зоофагов. Численное обилие миксофитофагов увеличивается в жилых районах с более развитой травянистой растительностью, что связано с трофической специализацией жужелиц. Анализ спектра жизненных форм жужелиц жилых районов с разным прессом урбанизации показал, что при возрастании урбанизации наблюдается упрощение спектра жизненных форм. Жужелицы - зоофаги являются менее устойчивыми к антропогенным воздействиям, чем миксофитофаги. По градиенту урба!шзации, среди зоофагов сокращается обилие подстилочных и поверхностно - обитающих форм и увеличивается численность подстилочно-почвенных.

Влияние рекреации на структуру карабидокомплексов мы рассмотрели в серии городских парков разного возраста и подвергавшихся различной степеш! рекреационной дигрессии.

В целом, в городских парках обнаружено 54 вида жужелиц, относящихся к 23 родам. К видам, доминирующим по численности относятся 10 видов из 9 родов, что оставляет 20,1% видового и 67,1% численного обилия.

Анализ изменений структуры карабидокомплексов городских парков под воздействием возрастных и структурных особенностей, а также степени рекреационной дигрессии показал, что в ряду одновозрастных парков с разной степенью антропогенного пресса, усиление рекреации ведет к общему снижению видового разнообразия (от 0,73 до 0,53). В ряду разновозрастных парков, при сходном, интенсивном антропогенном воздействии, динамическая плотность жужелиц по уловистости в ловушки снижается (с 19,4 экз. на 10 л/сут. до 9,7 экз. на 10 л/суг.) с увеличением возраста парка.

В биотопическом спектре, в ряду от старых парков к молодым, по мере увеличения рекреационного пресса, происходит закономерная смена лесных комплексов жужелиц видами открытых пространств.

В ряду старых парков, с увеличением рекреации, в пределах лесной группы видов происходит сокращение численности ряда стенобионтных лесных видов: ЕрарЫиБ БесаШ, РаЦоЬия аЦ-огиШв, Ьопсега рШсогшэ и увеличение численности лесных пластичных видов, демонстрирующих относительную устойчивость к рекреации: СагаЬиэ петогаНБ, Р(его5(1сЬих те1апапиз, Р. ш§ег.

В спектре жизненных форм, при общем доминировании зоофагов, доля миксофитофагов, трофически связанных с травостоем, увеличивалась в ряду от более старых парков к молодым. Характер ярусно-почвенного распределения различных групп жизнешшх форм в старых парках обусловлен, в основном, микроклиматическими условиями и практически не изменяется под воздействием антропогенных стрессоров. По мере уменьшения влажности в биотопах в ряду разновозрастных парков, происходит смена ярусных группировок: поверхностно обитающие и подстилочные формы уступают место подстилочно-почвенным и роющим почвенным формам.

Глава 4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА НАСЕЛЕНИЯ ЖУЖЕЛИЦ ПРИГОРОДНЫХ БИОТОПОВ.

Пригородные естественные биотопы в значительной степени трансформируются под влиянием города, испытывая больший или меньший антропогенный пресс. Тем не менее, пригородные ценозы обладая широким диапазоном экологических ниш, вследствие мозаичности условий обитания, характеризуются достаточно богатым видовым разнообразием (в целом 63 вида), и могут служить экологическими резерватами для стенобионтных видов жужелиц.

В данной главе, мы рассмотрели серию пригородных биотопов с разнокачественными условиями обитания: пустырь, суходольный луг, дачные участки, ряд лесопарков с различным рекреационным прессом и пригородные леса.

Степень рекреационной дигрессии и различия в условиях обитания оказывают значительное влияние на структуру и распределение жужелиц в этих биотопах.

Экологическая струюура пригородных ценозов достаточно дифференцирована. В лесопарках и пригородных лесах концентрируется наибольшее разнообразие лесных и лесоболотных видов (в среднем около 93%), в пригородных открытых стациях и агроценозах - видов открытых пространств (в среднем около 54%).В лесных биоценозах рекреационная нагрузка в наибольшей степени сказывается на качественном составе

доминантов. В лесопарках с незначительным рекреационным прессом и пригородных лесах доминировали преимущественно лесные стенобионтные виды, такие как: Carabus hortensis, Calathus micropterus, Epaphius secalis. Напротив виды: Pterostichus oblngopunctatus, Carabus nemoralis проявили положительную реакцию на увеличение рекреации, повышая уловистость в сильно нарушенных биотопах.

Спектр жизненных форм жужелиц отражает достаточно широкий диапазон осваиваемых жужелицами ярусов. Распределение различных групп жизненных форм жужелиц по почвенному профилю отражает рекреационный характер биотопов. Постепенная смена ярусов жужелицами в ряду от поверхностно обитающих форм к почвенным формам, отражает изменение гидротермического режима биотопов.

Трофическая структура комплексов жужелиц в исследованном ряду биотопов отражает их микростациальный характер.

Глава 5. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ПОЛОВОЗРАСТНОЙ СТРУКТУРЫ ПОПУЛЯЦИЙ ДОМИНАНТНЫХ ВИДОВ ЖУЖЕЛИЦ в ГОРОДСКИХ И ПРИГОРОДНЫХ ЦЕНОЗАХ СЕВЕРА МЕЩЕРЫ.

Для прогнозирования влияния урбанизации и рекреации на нопуляционном уровне, нами была изучена сезонная динамика половозрастной структуры популяций 7 доминантных видов жужелиц, освоивших как городские, так и пригородные ценозы: Carabus nemoralis, Pterostichus niger, P. melanarius, P.oblongopunctatus, Poecilus versicolor, Agonum assimile, Calathus melanocephalus. Для видов: С. melanocephalus, P.oblongopunctatus, P.niger, C.nemoralis впервые была изучена сезонная динамика половозрастной структуры популяций в условиях города.

Наиболее полные данные были получены для вида Pterostichus niger доминировавшего почти во всех типах городского и пригородного ландшафта. На рис. 2 приведена сезонная динамика демографической структуры популяций P.niger в серии биотопов, контрастных по условиям обитания.

Для построения графиков динамики возрастной структуры популяций Р. niger были использованы лишь данные, полученные при вскрытии самок (6 564 экз.). Половая структура популяций отражена индексом соотношений полов (ИСГ1).

Общая картина сезонной динамики активное™ популяций P.niger в урбаценозах соответствует закономерности летне-осеннего размножения. Наиболее оптимальная демографическая структура популяций P.niger отмечается в пригородных лесах и лесопарках. Сроки яйцекладки отмечаются здесь с конца июня до середины сентября. Отмечено повторное размножение в

Осинник {р.нагрузка низкая)

Лесопарк (р.нагрузка низкая)

Лесопарк (р. нагр.высокая)

Пригородные дачные участки

100 1

50

О

АЛШ

исп= i.o

ни

mm

шт

! - , ^ I жЩ Л1Ч

исп=

0,9

V VI И VI»

Старый парк (р.нагр.низкая)

чШШ Я I

V ' VI УМ «111 fx

Средневозр. парк (р.нагр.высокая)

Islil

И |

ill!

исп-I.I

V VI у» уи" | х •

Р-н застройки с (низким прессом увб.)

Рис. 2.

ИСП= 1,5

V ' VI ' Ю »Г ■ IX ' V

Р-н застройки с высоким прессом урб.

V П

к а

*

Ч

_

(

1

1 г

1 [«

V ' у»^ V

ИСП= 2,4

ИН I х

Рис.2. Сезонная динамика активности и половозрастная структура популяций Pterostichus п1дег ряда исследованных Оиотопов (репродуктивное состояние и динамика активности приведена для самок и выражена в процентах)

Условные обозначения:

- ювенильные

- имматурные

т Ж Ж

- генеративные

I

- постгенеративные

течение 2-х сезонов как минимум. Наряду с личинками зимуют и имаго.

В городских местообитаниях наблюдаются смещения в демографической структуре популяций, вызванные рекреацией и урбанизацией. Период размножения жужелиц в городских биотопах сильно сокращается, падает численность. Неполнота возрастного спектра имаго в популяциях Р.г^ег районов жилой застройки свидетельствует о миграциях жужелиц и нарушениях зимовок.

В городских парках, с более благоприятными почвенно-растительными условиями, P.niger легче переносит пресс антропогенных воздействий и сохраняет устойчивость структуры популяций.

На основании изменений значений полового индекса в популяциях Р.ш^сг исследованных биотопов можно судить о биотопической приуроченности вида и оптимальных условиях обитания для него.

По результатам проведенного исследования можно заключить, что P.niger в условиях севера Мещеры - это вид с мультисезонной активностью имаго, летне-осенним типом размножения и ярко выраженным осенним пиком активности имаго. При этом в лесных биотопах Р.1^ег дает типичную картину сезонной динамики и половозрастной структуры популяций. В серии городских биоценозов, демографическая структура вида сильно нарушается под воздействием антропогенного фактора. Таким образом, половозрастная структура популяций, является надежным индикатором тонической избирательное™ видов.

Глава 6. ПУТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ ЖУЖЕЛИЦ ГОРОДСКОГО ЛАНДШАФТА И ЗООЛОГИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ЭТАПОВ УРБАНИЗАЦИИ НА ПРИМЕРЕ ЖУЖЕЛИЦ.

Сложность фаунистической структуры населения жужелиц городских биотопов, включающих такие различные по экологическим параметрам ценозы как парки и районы городской застройки, отражают многообразие источников его формирования.

С целью выявления особенностей формирования комплексов жужелиц городских биотопов и основных закономерностей распределения жужелиц по элементам городского ландшафта, мы применяли математические методы анализа данных по фауне и численности жужелиц с использованием мер включения и мер сходства (Гиляров, 1965; Чернов, 1971; Константинов, 1969; Комарова, Семкин, 1976,1981; Семкин, Комарова, 1977).

Основываясь на результатах анализа мер сходства карабидокомплексов исследованных биотопов следует отметить, что сходство комплексов жужелиц по численному обилию определяется, прежде всего, типом ландшафта и степенью антропогенного воздействия. Анализ мер сходства комплексов

жужелиц по обилию общих видов показал, что расселение жужелиц по элементам городского ландшафта в большей мере основано на выборе жужелицами биотопов с почвенно-растительными условиями, наиболее удовлетворяющими их требованиям. Это связано с тем, что городские ценозы в массе заселяются преимущественно экологически пластичными видами. При этом степень рекреационной дигрессии ведущей роли не играет, но в определенной мере влияет на выбор биотопа отдельными видами жужелиц.

Анализ данных, полученных при использовании мер включения позволяет предположить, что определяющую роль в формировании фауны и оптимизации комплексов жужелиц в районах жилой застройки играют пригородные рудеральные биотопы и агроценозы (пустыри, дачные участки). Пригородные лесные биоценозы имеют большое значение как природные резерваты лесных видов жужелиц, а также как места размножепия и зимовки ряда стенобионтаых видов. Парки, подвергающиеся различной степени рекреационной дигрессии, выполняют роль "экологической мембраны", способствуя проникновению жужелиц в город, и их адаптации в условиях жесткого антропогешюго пресса.

ВЫВОДЫ.

1.Население жужелиц урбанизированных ландшафтов модельного района Подмосковной Мещеры включает 71 вид жужелиц из 26 родов, что составляет 1/3 карабидофауны Московской областа. Преобладают виды с широкими ареалами распространения. Экологическая структура населения жужелиц урбаценозов характеризуется сочетанием видов открытых пространств и лесных, с преобладанием последних. В спектре жизненных форм господствуют зоофаги.

2. Выявлены основные закономерности динамики структуры населения жужелиц по градиенту урбанизации. Отмечено, что в ряду от мало трансформированных территорий пригородов к полностью урбанизированным районам жилой застройки наблюдается изменение биотопической структуры жужелиц. С возрастанием урбанизации, доля лесных и лесо-болотных видов сокращается. Увеличение мозаичности условий обитания в городских парках способствует проникновению сюда видов открытых пространств, преимущественно лугово-полевой и полевой групп, которые в районах жилой застройки достигают максимума обилия составляя до 51,2% видового и 52,7% численного обилия. В спектре жизненных форм, с нарастанием урбанизации наблюдается сокращение видового и численного обилия подстилочных зоофагов и увеличение доли зоофагов из группы стратобиопты подстилочно-почвенные. В районах застройки значительно возрастает доля миксофитофагов.

3. Анализ структуры комплексов жужелиц различных типов городского ландшафта, включая парки и районы жилой застройки показал, что род воздей-

станем ряда экологических факторов наблюдается закономерное изменение комплексов жужелиц: видовое разнообразие жужелиц уменьшается с возрастанием рекреации и урбанизации, соответственно динамическая плотность по уловистости в ловушки и показатель общего доминирования возрастает; число и состав доминантных видов зависят от степени мозаичности почвенно-растительных условий, а также механического состава почв; экологический состав жужелиц по биотопическому преферендуму отражает, в основном, гидротермический режим, характер и состояние напочвенного покрова и растительности; спектр жизненных форм жужелиц отражает ряд специфических условий их обитания: диапазон трофических ниш и освоенность ярусов.

4. В ряду пригородных биотопов прослежены основные закономерности изменения комплексов жужелиц в зависимости от микростациальных условий и степени антропогенного воздействия. Наибольшее обилие лесной группы отмечено в пригородных лесах. С увеличением рекреации, обилие лесных видов сокращается, и их сменяют виды открытых пространств, которые наибольшего обилия достигают в пригородных агроценозах и открытых стациях. Постепенная смена ярусов жужелицами в ряду от поверхностно обитающих форм к роющим отражает изменение гидротермического режима. Трофическая структура комплексов жужелиц пригородных ценозов отражает их ландшафтный характер: в лесных ценозах, независимо от степени рекреационной дигрессии, доминируют хищные формы, в открытых стациях и агроценозах - растительноядные,

5. В результате изучения сезонной динамики активности половозрастной структуры массовых видов жужелиц обнаружено, что доминантные виды экологически дифференцированы по времени размножения и избирательности к биотопам. Получены новые данные о демографической структуре 7 доминантных видов жужелиц в ряде городских биотопов, а также прослежено влияние урбанизации на ход сезонной динамики активности и половозрастную структуру этих видов. Сезонная динамика активности лесных видов дает типичную картину только в биотопах, соответствующих их экологическому преферендуму: лесах, лесопарках и старых парках. С возрастанием урбанизации, наблюдается сокращение численности самок, нарушение возрастной структуры имаго, сокращение периода размножения. Для видов открытых пространств наиболее оптимальная демографическая структура отмечена в пригородных открытых стациях и молодых парках. Следует отметить, что рудеральные виды более толерантны к прессу урбанизации.

6. Выявлены основные закономерности распределения жужелиц по элементам городского ландшафта. Отмечено, что формирование фауны жужелиц городских биоценозов осуществляется за счет прилегающих пригородных биотопов, включая как естественные природные ландшафты (леса, луга), так и

рудеральные биотопы и агроценозы (пустыри, дачные участки), а также за счет миграций внутри города.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1.Хотулева О.В. К изучению карабидофауны городских биоцепозов.// Экология и охрана окружающей среды,Тез.докл.2-й междунар. научно-иракт. конфер. Пермь,1995.Ч.2.С. 136-137.

2.Хотулева О.В .Структура фауны жужелиц жилых районов г. Орехово-Зуево. // Проблемы почвенной зоологии. Материалы докладов 1 Всероссийского совещания. Ростов-на-Дону, 1996 а.С.177-178.

3.Хотулева. О.В. Структура и некоторые закономерности распределения комплексов жужелиц в городе.//Труды молодых ученых. Орехово-Зуево, 1996

4.Хотулева О.В. Жужелицы в условиях городских биоценозов.// Труды молодых ученых. Орехово-Зуево, 1997.С.. 61-62.

б.С.55-57.