Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Пространственно-временная динамика экологической структуры населения жужелиц (Coleoptera, Carabidae) в яблоневых садах и прилегающих агроландшафтах

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Пространственно-временная динамика экологической структуры населения жужелиц (Coleoptera, Carabidae) в яблоневых садах и прилегающих агроландшафтах"

На правах рукописи

РОМАНКИНА Марина Юрьевна

ПРОСТРАНСТВЕННО - ВРЕМЕННАЯ ДИНАМИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ НАСЕЛЕНИЯ ЖУЖЕЛИЦ (COLEOPTERA, CARABIDAE) В ЯБЛОНЕВЫХ САДАХ И ПРИЛЕГАЮЩИХ АГРОЛАНДШАФТАХ

Специальность 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1996

Работа выполнена в Московском педагогическом государственном университете имени В.И. Ленина на кафедре зоологии и экологии,

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор ШАРОВА И.Х.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор ЗАХВАТКИН Ю.А.,

кандидат биологических наук СОБОЛЕВА-ДОКУЧАЕВА И.И.

Ведущая организация — Мичуринская сельскохозяйственная академия имени И.В. Мичурина.

заседании диссертационного совета К 053.01.10 в Московском педагогическом государственном университете имени В.И. Ленина по адресу: 129243, Москва, ул. Кибальчича, дом 6, корпус 5.

С' диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МПГУ имени В.И. Ленина (119435, Москва, ул. Малая Пироговская, дом 1).

1996 г. в

.часов на

Автореферат разослан «

1996 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

С.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Изучение динамики структуры комплексов отдельных таксономических групп в составе животного населения естест-аенных и антропогенных биоценозов одна из современных проблем экологии. На основе данных по структуре населения животных можно судить о закономерностях природных и антропогенных сукцессии в экосистемах, разрабатывать методы зоологической диагностики этапов сукцессий и проводить экологический мониторинг природных и антропогенных ландшафтов.

Семейство жуков - жужелиц важнейший компонент почвенного населения беспозвоночных животных. Жужелицы встречаются практически во всех ландшафтах суши и тонко реагируют на изменение почвенно-расти-тельных и микроклиматических условий. Эти особенности определили достоинство этой группы животных как удобного объекта для экологических исследований и как биоиндикаторов для экологического мониторинга (Зэмотайлов, 1987; Матвеев, 1930; Шлнхтенок. 1930; Шарова, 1992). По изучении состава и структуры населения жужелиц в различных нандшафтах имеется обширная литература (Гиляров, 1960, 1977, 1978; Зысолетина, 1364; Васильева, 1971; Павлова, 1972, 1974; Грюнтадь, 1978; Утянская, 1984; Карпова, Маталин, 1990; Целищева, 1995). Оса-5ое внимание в последнее время уделялось изучению жужелиц агроцено-зов (Душенков, 1981, 1983; Касандрова, Попова, 1990, 1991; Пучков, 1990;). Особенно детально изучены жужелицы полевых агроценозов (Мат-$еев, 1970; Сигида, 1978; Карпова,1986; Назаренко,1990). Меньше ^публиковано работ по изучению жужелиц плодоеых садов (Утроби-1а,1964; Касандрова,1970; Егоров, 1976; Сайпулаева,198б; Мащок,Верши, 1987; Эйдельберг,1989).

Недостаточность изученности экологической структуры населения сужелиц в садах разного возраста с разной степенью залужения почв, а :акже отсутствие работ по влиянию на состав жужелиц в садах прилега-

ющих элементов агроландшафта послужило основанием для выбора темь исследований.

Цель и задачи исследования. Целью работы было выявить основные закономерности пространственно-временной динамики экологической структуры населения жужелиц в процессе формирования яблоневых садов в системе агроландшафтов северной лесостепи Центральной России.

Задачи исследования состояли в следующем.

1. Изучить общую эколого-фаунистическую структуру населения жужелиц в макроединицах агроландшафта: яблоневых садах, лесополосах и полях.

2. Изучить динамику экологической структуры населения жужелиц в яблоневых садах разного возраста и о различной системой содержания междурядий.

3. Выявить влияние окружающих элементов агроландшафта: садоза-щитных лесополос и полей на формирование населения жужелиц в садах.

4. Изучить сезонную динамику демографической структуры популяций доминантных видов жужелиц в садах и окружающих агроценозах и выявить закономерности их экологического распределения.

5. Выявить экологические особенности доминантных видов жужелиц для разработки методов биоиндикации этапов возрастной и залежной сукцессии в садах.

Научная новизна. Впервые выявлены закономерности пространственно-временной динамики экологической структуры населения жужелиц яблоневых садов и прилегающих элементов агроландшафта: лесополос, полей. В результате возрастной сукцессии в плодовых садах при сходной степени залужения происходит усложнение экологической структуры населения жужелиц с возрастанием обилия лесных видов. При аалужении почв в садах одного возраста происходит нарастание обилия луговых

1идсга жужелиц и частично сокращается обилие полевых. Основными исто-гаиками формирования населения жужелиц в садах являются окружающие шроландшафты: поля, сады, лесополосы и частично естественные био-'опы. По составу жужелиц плодовые сады занимают промежуточное поло-дание между лесополосами и полями.

Теоретическое и практическое значение работы. Проведено сравнительное экологическое исследование населения жужелиц в разных типах [хлодовых садов и прилегающих к ним полей и лесополос северной лесостепи Центральной России. Выявлены экологические закономерности в изменении структуры населения и популяций массовых видов жужелиц в возрастной и залежной сукцессиях плодовых садов. Разработаны методы Зиоиндикации этапов сукцессионных процессов в садах на примере жуже-ииц и выявлены Оштопы-резерваты для формирования населения жужелиц з плодовых садах.

Публикация и апробация результатов. Материалы диссертации док-надывались и обсуждались: на Всесоюзном научно-методическом совещайся по проблемам интенсификации современного садоводства (Мичуринск, 1989, 1990), Всесоюзном нзучно-методическом совещании зоологов 1едвузов (Махачкала, 1990), III Всесоюзном карабвдологическом сове-цзнии (Кишенев, 1990), X Всесоюзном совещани по проблемам почвенной юологии (Новосибирск, 1991), совещании по проблемам экологии в ;ельском хозяйстве (Пенза, 1993), на Российской научно-практической конференции по экологии и охране природы (Орел, 1994), на науч-ю-практических конференциях Мичуринского пединститута (1989-1995), [а заседании кафедры зоологии МПГУ (1995). По теме диссертации опуб-[иковано 8 работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена ка^^страницах ¡ашинописного текста; состоит из введения, б глав,выводов и приложе-[ий; содержит 16 таблиц и 26 иллюстраций (графиков и диаграмм). Спи-

сок литературы включает наименований, из них - иностранных.

Глава 1. ПРИРОДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ РАБОТЫ

На основании литературных данных дана общая характеристика природных условий района исследований (Мичуринокий район, Тамбовской области). Приводятся краткие сведения о климате северной лесостепи, рельефе, типе почв модельных садов, расположенных на севере лесостепной зоны Центрально-Черноземного района.

Материал собран в вегетационные сезоны 1989, 1991-1993 годов, при помощи почвенных ловушек Барбера (стеклянных банок емкостью 0,5 д., заполненных на 1/4 раствором формалина).Выбор жуков проводили подекадно, одновременно во всех исследуемых биотопах. Общая экспозиция ловушек составила около 14 150 тысяч ловушко-суток. За 4 полевых сезона собрано 13 218 экземпляров имаго жужелиц обоих полов. Дополнительно использовали ручной сбор. Всего за время исследований было зарегистрировано 66 видов жужелиц. Анализ поло-возрастной структуры популяций доминантных видов жужелиц был проведен с использованием методик Г.Валшина (Wallin,1989). Изучено репродуктивное состояние 9 481 имаго доминантных видов жужелиц. Доминантными считали виды численность которых была свыше 5%, суСдоминантными - от 2 до 5%, супердоминантными от 50% и выше. Динамическая плотность жужелиц выражена в числе экземпляров на 10 ловушко-суток (в тексте-экз. на 10 л.-с.).

Сходство различных комплексов жужелиц оценивалось с помощью коэффициента биоценотического (Чернов,1975) и коэффициента фаунисти-ческого сходства Жаккара. Для построения дендограмм использован метод Маунтфорда (цит. по Гилярову,1965).

Проведена ревизия фауны списка жужелиц агроценозов, который

включает для региона 105 видов жужелиц.

Характеристика экологической структуры населения жужелиц проводилась по биотопическому преферендуму видов. Биотопические преферен-думы использованы по литературным данным. Определение жизненных форм имаго жужелиц проведено по системе, разработанной И.Х.Шаровой(1981).

Глава 2. ОБЩАЯ ЭКШЮГ0-ФАУ1МСТНЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАСЕЛЕНИЯ ЖУЖЕЛИЦ В МАКРОЕДИПИЦАХ АГРОЛАНДШАФТА: ЯБЛОНЕВЫХ САДАХ, ЛЕСОПОЛОСАХ М ПОЛЯХ СЕВЕРНОЙ ЛЕСОСТЕПИ

Специальных исследований по экологической структуре населения жужелиц в яблоневых садах в системе окружающих элементов агроланд-шафта: лесополосах и полях, до сих пор не проводилось. В комплексе жужелиц исследуемых яблоневых садов, садозащитных лесополос и полей нами было зарегистрировано 65 видов из 31 рода. В яблоневых садах разного типа с интенсивной химической обработкой обнаружено 52 вида жужелиц, в прилегающих лесополосах - 45 и на полях - 39. Для более полной общей характеристики населения жужелиц в этих типах агроцено-зов мы суммировали наши данные по видовому составу с литературным материалом по району исследований (Касандрова,1970; Попова, 1986).

Карабидофауна яблоневых садов, садозащитых лесополос и полей северной лесостепи Центрально-Черноземного района России включает 105 видов жужелиц, относящихся к 36 родам. В яблоневых садах зарегистрировано 79 видов жужелиц, лесополосах - 47, на полях - 73. В фаунистическом списке значком (*) отмечены виды, имевшиеся в наших сборах; массовые виды отмечены: одной чертой (—) - по литературным данным, двумя чертами (=) - по нашим материалам, пунктирной линией (—) - общие. Объем родов принят по О.Л.Крыжановскому и др. (Kryzhanovskly et al.1995).

Таблица l.

Видовой состав жужелиц агроценозов северной лесостепи

Cicindela germanica L.* Leistus ferrugineus (L.)* Notiophilus palustris (Duft.) Calosoma investigator (111.)* Carabus haeres F-W.* C. cancellatus III. C. clathratus L. C. convexus F.* C. marginalis F.* Loricera pilicornis (F.)* £livina fossor JL^i* Dyschirius aeneus De]. Broscus cephalotes (L,i* Epaphius secalis (Pk.)*

Ppecilus.cupreus iL.}.* _P._yersico_l.or_ (Sturm.J* P. lepidus (Leske.)* P. punctulatus (Schall.)* P. sericeus (F-W.)* P. crenuliger Chaud. Pterostichus niger (Schall.)* P. macer (Marsh.) P. vernalis (Pz.) P. anthracinus (111.) P. gracilis (Dej.) P. nigrita (Pk.) P. diligens (Sturm.) P. strenuus (Pz.)*

Trechus guadristriatus (Schrank) * P. oblongopunctatus (F.)* T. rubens (G.)*

Bembidion lampros (Hbst.) B. properans (Steph.)* B. bipunctatum (L.) B. dentellum (Fh.) B. biguttatum (F.) B. guttula (F.) B. minimum (F.) B. guadrimaculatum (L.)* B. femoratum Sfurm Patrobus exavatus (Pk.)* Stomis pumicatus (Pz.)*

P-jnelanarius. Qll.J* Calathus ambiguus (Pk.)* C. erratus (C.R.Sahlb.)* C. melanocephalus (L.)* C. halensis (Schall.)* Selricode guadripunctatum (Deg.)* Agonum gracilipes (Duft.)* A. impressum (Pz.) A. muelleri (Hbst.) A. viduum (Pz.) Anchomenus dorsale (Pont.)* Platynus assimile (Pk.)*

Synuchus vivalis (III.)* Amara plebeja (Gyll.)* A. aenea (Deg.)* A •_c™munis_ (PzJ * A. eurynota (Pz.)* A. familiaris (Duft.)* A. nitida (Sturm.)* A. ovata (F.)* A. similata (Gyll.)* A. tibialis (Pk.) A. bifrons (Gyll.)* A. brunnea (Gyll.)* A. ingenua (Duft.)* A. munioipalis (Duft.) A. apricaria (Pk.)* A. consularis (Duft.)* A. fulva (0.Muller.)* A. majuscula (Chaud.) A. equestris (Duft.)* Curtonotus aulicus (Pz.)* Anisodactylus binotatus (F.) A._signatus_ QPzJ)* Stenolophus teutonus (Schrank) Acupalpus meridianus (L.)* Pseudoophonus griseus (Pz.)*

Ps. calceatus (Duft.) Harpalus signaticornis (Duft.)* H. rubripes (Duft.) H. vernalis (Sturm.) H. 2abroides (Dej.)* H. froeliehe Sturm H. tardus (Pz.)* H. latus (L.)* H. luteicornis (Duft.) H. smaragdinus (Duft.)* H. steveni Dej. H. affinis (Schrank.)* iL ^istingiJendus_(Duft. 2* Ophonus puncticollis (Pk.) Q. seladon (Schaub.) 0. cbscurus F.* Chlaenius nigricornis (F.) Ch. tristis (Schall.) Oodes helopioides (F.) Licinus depressus (Pk.)* Badister bullatus (Schrank)* Mlcrolestas minutulus (Gz.)* M. plagiatus (Duft.) Cymindis picta (Pallas) C. macularis (F-W.)*

Видовой состав жужелиц агроценозов северной лесостепи более близок к таковому в агроценозах зоны смешанных лесов. Для сравнения

использованы материалы по экологии полевых жужелиц смежных природных зон (Иняева,1983; Шарова, Соболева-Докучаева, 1984; Будилов, 1992). Степень фаунистического сходства жужелиц агроценозов лесостепной зоны выше с агроценоэами Мордовии (0.47), находящихся на стыке с лесостепной зоны и несколько ниже агроландшафтами Московской области в зоне смешанных лесов (0.43).

В экологическом опектре жужелиц по биотопическому преферендуму для агроценозов северной лесостепи наиболее типичны виды открытых пространств (луговые, лугово-полевые и палевые), которые характеризуются высоким видовым и численным обилием. Степные и степно-полеЕые виды жужелиц в агроценозах разнообразны по числу видов, но имеют низкое численное обилие. Заметна доля лесных пластичных видов. Ле-со-болотная и болотная группы разнообразны по числу видов, но не достигают высокого численного обилия. Лугово-болотная группа жужелиц бедна по составу и представлена редкими и единичными видами.

В спектре жизненных форм жужелиц для всех типов агроценозов северной лесостепи в классе зоофагов по видовому обилию можно выделить три доминирующие группы: поверхностно-подстилочные, подстилочные и подстилочно-почвенные. По численному обилию преобладают только подс-тилочно-почвенные формы. Среди миксофитофагов в соотав доминантов по видовому обилию входит группа геохортобионтов, а по численному - доминируют в агроценозах стратохортобионты.

Характеристика жужелиц по биотопическому преферендуму и жизненным формам нами проведена в трех макроедишщах агроландшафта: садах, лесополосах и полях.

Сходство населения жужелиц в этих агроценозах проявляется в том, что в них преобладают виды открытых пространств как по видовому, так и численному обилию. Среди видов открытых пространств в са-

дах, лесополосах и полях по видовому обилию доминирует лугово-полевая группа, а по численному - полевая. Существенное отличие населения жужелиц садов и лесополос от полевых агроценозов наблюдается в увеличении доли лесных видов жужелиц и в присутствии некоторых других экологических групп.

Анализ жизненных форм жужелиц в садах, лесополосах и полях показал, что по видовому обилии доминируют зосфаги. По численному обилию в садах преобладают миксофитофаги, в лесополосах и полях - зоофаги. Среди зоофагов возрастает численное обилие подстилочных групп жужелиц в садах и лесополосах, что связано с хорошо развитой подстилкой. К наоборот увеличивается доля подстилочно-почвенных по численному обилию на пахотных землях в сравнении с садами. Среди миксо-фитофагов по видовому обилию в трех типах агроценозов доминируют ге-охортобионты, доля которых возрастает к полям. По численному - стра-тохортобионты, имеющие высокий процент доминирования з садах, за счет пахотных земель.

Глава 3. ДИНАМИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ НАСЕЛЕНИЯ ДУЙЕЛИЦ В ЯБЛОНЕВЫХ САДАХ РАЗНОГО ВОЗРАСТА И С РАЗЛИЧНОЙ СИСТЕМОЙ СОДЕРЖАНИЯ МЕЖДУРЯДИЙ

В этой главе нами рассмотрено в сравнительном аспекте население жужелиц в яблоневых садах разного типа: о разной системой содержания междурядий и разного возраста.

В модельных яблоневых садах всего зарегистрировано 52 вида жужелиц, из них 11 доминантных и субдоминантных видов. Наиболее многочисленный из них полевой РБеийоорЬопиз гиПреэ (51.4 %) встречался во всех типах садов. Второе место по численности занимает лесной пластичный Р1егозИсЬиз ше1апаг1из (17.4 7.). Лугово-полевой РоесПиэ

сиргеиз (15.0 %) наиболее обилен в молодых садах,а также в старом саду с полным залужением. Лесной Cal.at.hu5 Ьа1еп21з (5.1 %) вошел в состав доминантов яблоневых садов, хотя доминировал только в одном саду под черным паром на карликовых подвоях.

В плодовых садах происходят параллельно два сукцессионных процесса, влияющих на структуру населения жужелиц: возрастная сукцессия - от молодых садов к старым, и залежная сукцессия - от пропашных междурядий к залуженным.

В процессе залежной сукцессии в одновозраотных садах наблюдается общая тенденция в изменении населения жужелиц от полевого комп- 1 лекса к комплексу, близкого к луговому. Вместе с тем, имеются некоторые отличия этих процессов в молодых и старых садах.

В молодых садах по мере залужения почв в составе населения жужелиц возрастает обилие лугово-полевой группы и сокращается по видовому и численному обилию группа полевых видов . Лесная группа видов жужелиц в садах не превышает 18.0 % численного обилия.

В старых садах при возрастании залужения увеличивается видовое и численное обилие не только лугово-полевой группы и видовое обилие

через междурядное полное

залужение залужение

Рис.1. Биотопическая структура населения жужелиц по видовому обилию в старых садах по степени залужения.

условные обозначения: Щ§Ц- лесная; \илл - болотная; '••'•••I лугово-болотная; ЩЦЦ- луговая; ГСл?7] - лугово-полевая¡.ЩЩ!- полевая; .

степно-полевая; ГГ|ТТП - лесо-болотная.

В процессе залежной сукцессии изменяется и спектр жизненных форм жужелиц. В молодых и старых садах по степени залужения наблюдается снижение по видовому и численному обилию поверхностных форм и возрастание численного обилия подстилочно-почвенных видов жужелиц. Среди миксофитофагов в садах по мере возрастания залужения увеличивается обилие геохортобионтов .

В процессе возрастной сукцессии в садах со сходной степенью залужения почв наблюдается общая закономерность в изменении структуры населения жужелиц: повышается обилие лесных и полевых видов, и сокращается обилие лугово-полевых. Это связано с увеличением затенения в старых садах и с распашкой междурядий.

В составе жизненных форм жужелиц в процессе возрастной сукцессии в садах оо сходным залужением почв наблюдается увеличение видового обилия зоофагов от молодого сада к средневозрастному и старому; И соответственно сокращение обилия миксофитофагов. Среди миксофитофагов стратохортобионты увеличивают свою численность в старых садах, а геохортобионты сокращают ее. Среди жужелиц зоофагов по мере увеличения возраста сада возрастает видовое обилие подстилочных форм и убывает численное обилие подстилочно-почвенных.

Глава 4. СТРУКТУРА НАСЕЛЕНИЯ ЖУЖЕЛИЦ В ЛЕСОПОЛОСАХ РАЗНОГО ТИПА И НА ПОЛЯХ. ВЛИЯНИЕ ОКРУЖАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ АГ-Р0ЛАВДИА9ТА НА ФАУНУ САДОВ

В настоящей главе рассмотрена структура населения жужелиц лесо-полоо и полей, которые прилегают к модельным участкам садов с целью выявить их влияние на формирование фауны садов. В главе в сравнительном аспекте рассматриваются три типа лесополос с разным составом пород (дубовая, березовая, тополевые) и типом насаждений и поля клевера, кукурузы и овса.

Население жужелиц лесополос

В комплексе жужелиц лесополос наибольшее видовое разнообразие зарегистрировано в березовой и тополевых лесополосах (по 27 видов). В дубовой лесополосе отмечено 22 вида жужелиц.

Наибольшая уловистость жужелиц зарегистрирована в тополевых лесополосах - 4,3 экз. на 10 л.-е.. В дубовой и березовой лесополосах она составляет 3,6 экз. и 3.3 экз. на 10 л.-с. соответственна.

В исследуемых садозащитных лесополосах зарегистрировано 8 доминантных и субдоминантных видов. Из них 5 видов открытых пространств (Poecelus cupreus, P.versicolor, Amara eurynota, Anisodaoctylus sig-natus, Pseudoophonus rufipes) и 3 вида лесные (Pterostichus strenuus, P. oblongopunctatus, P. melanarius).

В экологическом - спектре жужелиц по биотипическому преферендуму в садозащитных лесополосах имеется разный набор экологических групп. Лесной комплекс жужелиц в садозащитных лесополосах составляет 25,9-49,9% видового и 12,3-81,17. численного обилия. Среди жужелиц этого комплекса преобладает лесная группа видов. На долю видов открытых пространств в садозащитных лесополосах приходится от 45,3-62,9% видового и 18,1-71,9% численного обилия. Среди видов открытых пространств по видовому обилию доминирует лугово-полевая группа, по численому - полевая, за исключением тополевой лесополосы.

В лесополосах спектр жизненных форм жужелиц в большей степени зависит от соотояния почвенно-растительного покрова, степени сомкнутости крон. Среди зоофагов в лесополосах по видовому и численному обилию доминируют подстилочно-почвенные жужелицы, в березовой - преобладают поверхностные формы. В классе миксофитофагов по видовому обилию заметна доля геохортобионтов, по численному - стратохортоби-онтов, численно преобладающие в березовой лесополосе.

Население жужелиц полей

В модельном районе исследований на полях с посевом клевера, кукурузы и овса зарегистрировано 23, 32 и 15 видов жужелиц соответственно.

Уловистость в агроценозе кукурузы была наибольшая 16.8 экз. на 10 л.-е.. На поле клевера и овса - 12.2 и 10.0 экз. на 10 л.-с. соответственно.

На опытных полях северной лесостепи было зарегистрировано в качестве доминантов и субдоминантов 12 видов жужелиц, типичных для открытых пространств: Cicindela germanica, Bembidion guadrimaculatum, Poecilus cupreus, P. versicolor, Anchomenus dorsale, Amara communis, A. ovata, A. similata, Anisodactylus signatus, Pseudoophonus rufipes, Harpalus affinis, а также лесной пластичный вид Pterostichus melana-rius.

В экологическом спектре жужелиц полей по биотопическому префе-рендуму основу комплекса составляют виды открытых пространств. Среди них-полевая группа доминирует на всех полях по видовому обилию, а по численному - преобладает только на полях клевера и овса. В агроценозе кукурузы по численному обилию доминирует полевая группа. Второе место на полях занимает комплекс лесных жужелиц, среди которых по видовому и чиоленному обилию преобладают жужелицы лесной группы.

Спектр жизненных форм жужелиц на полях многообразен (9 групп). По численному преобладают четыре группы жизненных форм, тесно связанных с почвой. В зависимости от культуры численно преобладают разные жизненные формы. На клевере в большей степени присутствуют гео-хортобионты среди миксофитофагов, подстилочно-почвенные среди зоофагов. На пропашной кукурузе в большей мере многочисленны более поверхностные формы, как например, стратохортобионты среди миксофито-фагов и сокращают свою численность геохортабионты и зоофаги подсти-

лочно-почвенные. На поле овса миксофитофаги резко сокращают свою численность, а преобладают по численности подотилочно-почвенные зоофаги.

Влияние окружающих алснентов агроландшафта на фауну жужелиц садов

Из представленных выше данных следует, что в лесополосах концентрируется наибольшее разнообразие лесных видов, а на полях - видов открытых пространств. Для выявления влияния лесополос и полей на фауну жужелиц плодовых садов был составлен модельный ряд этих элементов агроландшафта в их последовательности пространственного распределения.

Наиболее существенное влияние на население жужелиц двух старых садов оказала разделяющая их дубовая лесополоса с высоким обилием лесной группировки видов. В этих садах лесные виды жужелиц составляли более 50% численного обилия. При этом в саду, граничащим о двумя лесополосами обилие лесных видов было выше, чем в саду, граничащим с одной лесополосой. Молодой сад в основном пополнялся видами жужелиц с окружающих полей, однако на него оказывало влияние и близость березовой лесополосы. Обилие лесных видов в атом саду и лесополосе было сходным.

Глава б. СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ПОЛО-ВОЗРАСТНОЙ СТРУКТУРЫ ПОПУЛЯЦИЙ ДОМИНАНТНЫХ ВИДОВ ЖУЖЕЛИЦ В АГРОЛАНДШАФТЕ И ИХ ХРОНО-ХОРОЛОГИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ

Нами изучена сезонная динамика поло-возрастной структуры популяций трех доминантных видов жужелиц (РзеисЬорЬопиз гиЛреэ, Р1егоэ-^сЬиз ше1апаг1из и РоесПиБ сиргеиз) в яблоневых садах с интенсивной химической обработкой и прилегающих элементах агроландшафта: лесополосах и полях, с целью выявления их биотопической избирательное-

ти в мозаике агроландшафта и устойчивости к антропогенному воздействию.

Общая картина сезонной динамики активности популяций Рб. гиГ 1-реэ в агроценозах соответствует закономерности летне-осеннего размножения с конца июня до середины сентября. Яйцекладка максимальна с конца июня до конца августа. Наблюдаются две волны активности имма-турных особей: весенне-летняя (с максимумом в июне) и летне-осенняя (с максимумом в августе). Основу первой волны составляют зимовавшие имаго. Осенняя волна активнооти имматурных особей относится к разным частям популяций: молодым имаго после равнелетнего размножения зимовавших имаго, а также за счет имаго, дичинки которых зимовали. Наиболее оптимальная демографическая структура популяций этого вида отмечена в старых садах с распаханными междурядиями и в молодом саду под черным паром.

Ход сезонной динамики активности лесного вида Р. те1апаПиБ лучше выражен в дубовой лесополосе, где видна мультисезонная активность этого вида с апреля по сентябрь и в старых садах, где химическое загрязнение почв ниже, чем в молодых садах. Наши данные подтверждают мультисезонное размножение Р. пе1алаг1из. Половозрелые особи встречаются весь сезон с мая по сентябрь. На зимовку уходят как имматуркые особи потомства жуков, размножавшихся весной, так и генеративные особи, которые могут размножаться во втором сезоне. Демографическая структура популяций этого вида наиболее оптимальна в лесополосах и старых садах.

Сезонная динамика активности лугово-полевого вида Р.сиргеиз наиболее типична в молодом саду с залужением в рядах. В старых садах с сомкнутыми кронами картина сезонной динамики активности не полная. Отрывочна она и в молодом саду под черным паром с залужением вокруг

деревьев, где вырален только летний пик активности. Ранневесенняя активность Р. сиргеиэ не проявляется в этих садах возможно из-за химических обработок и слабого залужения. В качестве нового факта по возрастной структуре Р.сиргеил можно отметить растянутость яйцекладки. Самки с яйцами в овариолах встречаются о апреля по авгуот, хотя их численность вше весной (сад полностью залуженный). Этим объясняются случаи находок одиночных личиночных стадий осенью. Демографическая структура популяций этого вида оптимальна на полях с зерновыми и многолетними травами, а также в садах с сильным залужением.

Полученные данные по сезонной динамике демографической структуры популяций трех масоовых видов в агроценозах свидетельствуют об их экологической дифференциации. По времени раэмножения Р. сиргеиэ -преимущественно весенний вид, Рэ. гиИреэ - летнб-осенний, а Р. те-1апаг1и5 - мультисезонный. По биотопической приуроченности в агроценозах Рб. гиПреэ находит благоприятные условия развития на пахотных землях и в старых садах с распаханными междурядиями, Р. сиргеия - на залуженных участках почв, а Р. те1алаг!из предпочитает мозаику поч-венно-раотительного покрова и положительно реагирует на затенение в садах и лесополосах (рис. 2). В благоприятных почвенно-растительных условиях эти виды легче переносят пресс антропогенных воздействий и оохраняют устойчивость структуры популяций.

Глава 6. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЖУЖЕЛИЦ И ИХ РОЛЬ КАК БИОИНДИКАТОРОВ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНЫХ УСЛОВИЙ В ЯБЛОНЕВЫХ САДАХ

Дана экологическая характеристика доминантных видов жужелиц е яблоневых садах. Дифференциация доминантных видов жужелиц по трофической специализации, ярусной приуроченности, размерным, биотопической и фенологической группам способствует обеспечению стабильности

степень шу-ШенИЯ П0Ч5 в САШ:

полностью

ЗАлчнкгннмм

Здлчшенныс Ь

ряш

церсь мешлур^чос здлчжснме Черный пар с 2>длу|«<гнием вокруг

черный пар

Ри<

2 Пространственное распределение доминантных видов зг.улелиц п ябдоиеаш: содая равного типа.

Усл. обоз.

'Pseudoophonus ги£1рез; - РЬегозисЬиБ гпе1апаг1из; РоесПиз сиргеиз.

экосистем в плодовых садах.

Доминантные и субдоминантные виды жужелиц в яблоневых садах имеют большое биологическое значение, как антомофаги. Комплекс доминантных видов жужелиц в садах очень многообразен, это свидетельствует о том, что экологическая дифференциация имеет широкий диапазон дейотвия при регуляции численности беспозвоночных в пространстве и времени.

Для биоиндикации этапов сукцессии в яблоневых садах нами предложено несколько индексов.

Нами доказано, что в процессе возрастной сукцессии насаждений в плодовых садах в структуре населения жужелиц возрастает обилие лесной группы видов. Поэтому нами предложен индекс лесных видов (Иль), отражающий соотношение лесных видов к видам открытых пространств.

л

Индекс лесных видов: Иди =-—'1.00%, где Л число лесных и лесо-

N—Л

болотных видов; N- общее число видов.

Значение индекса возрастает от молодых садов (10-20) к средне-возрастным (30) и старым (S0).

Дополнительно мы предлагаем использовать индекс соотношения численности доминантных видов (Идв). В связи с тем, что в агроцено-зах лесостепной зоны отмечены три супердоминантных видов жужелиц с разным биотопическим преферендумом, то они могут быть использованы как количес твенные индикаторы сукцессий. В качестве количественного индикатора возрастной сукцессии плодового сада может быть использовано соотношение лесного плаотичного вида P.melanarius к двум видам открытых пространств.

p.mal.

Индекс доминантных Идв=

видов: Ps.ruf.+P.cup.

Для биоиндикации этапов залежной сукцессии удобно пользоваться индексом соотношения лугово-полевого вида Ps. cupreus к полевому Ps. rufipes

Р.сир.

Индекс залежной сукцессии: Изс—

Fs. ruf.

Pmel.

Индексы: доминантых видов (ИдВ= —--—--) и залежной

м Ps.ruf.+P.cup.

Р. сир

сукцессии (Изс=--- ) характеризуются как экспресс-метод для оцен-

rs.ruf

ки состояния плодовых садов.

Нами предложены рекомендации по паддержзнию оптимального комплекса жужелиц в плодовых садах. Одно из этих направлений состоит в поддержании мозаики почвенно-растительного покрова в садах и окружающих биоценозах, что поаволит поддерживать оптимальный комплекс зоофагов.

ВЫВОДЫ

1. Дм агроценозов модельного района северной лесостепи выявлено 105 видов жужелиц, из которых обнаружено 79 видов в плодовых садах, 47 - в лесополосах и 73 - на полях. Из них на экспериментальных участках собрано 66 видов жужелиц. Структура населения жужелиц в плодовых садах, лесополосах и полях имеет общие черты: в них преобладают виды открытых пространств от 50% до 80%. Различие населения жужелиц агроценозов касается прежде всего обилия лесной группировки видов, которая наибольшая по обилию в лесополосах, и наименьшая - на полях, и луговой группы видов, которая наиболее обильна на полях и в меньшей степени представлена в лесополосах.

В спектре жизненных форм подстилочные зоофаги зарегистрированы только в лесополосах и в садах, где имеется листовой опад, а мелкие поверхностно-подстилочные формы нзиболее представлены на полях.

Подстилочно-почвенные зоофаги чаще встечаются на полях. Обилие миксофитофагов, особенно стратохортобионтов наибольшее в садах.

2. В ряду плодовых садов разного возраста закономерно изменяется экологическая структура населения жужелиц. В садах со средней степенью залужения от молодых садов к старым происходит изменение биотопического состава жужелиц, близкого к полевым агроценозам, с господством видов открытых пространств к комплексам садов, с преобладанием лесной группировки при сокращении обилия видов открытых пространств. Спектр жизненных форм жужелиц в атом же ряду садов характеризуется появлением подстилочных форм среди зоофагов и увеличением обилия полуповерхностных стратохортобионтов среди миксофитофагов и уменьшением обилия глубинно почвенных форм среди зоофагов и миксофитофагов.

3. В ряду одновозрастных садов с разной степенью залужения прослежены этапы залежной сукцессии, выражающейся в изменении экологической структуры населения жужелиц. В садах с разным состоянием междурядий от черного пара до залуженного наблюдается резкое сокращение полевой группы видов и возрастание луговой группы видов. При этом в спектре жизненных форм в этих рядах садов группа подстшюч-но-почвенных форм становится более обильной. Среди миксофитофагов происходит сокращение стратохортобионтов и увеличение обилия геохор-тобионтов.

4. Структура населения жужелиц в лесополосах различается в зависимости от древесного состава и ширины лесополос. Наибольшее обилие лесной группы наблюдается в дубовой лесополосе, убывает к тополевым и узкой березовой лесополосе.

В спектре жизненных форм жужелиц дубовой и тополевых лесополосах выше обилие подстилочно-почвенной группы видов среди зоофагов, а

в березовой лесополосе - преобладают миксофитофаги, особенно стра-тобионты, что близко к полевым группировкам.

Наиболее сильное влияние на близлежащие сады оказывает население жуяалиц дубовой лесополосы, представляющей резерват лесных видов, проникающих б сады. Влияние лесополос на спектр жизненных форм в прилегающих садах проявляется в увеличении подстилсчно-поч-венных видов, среди которых много лесных видов.

5. На обследованных полях при общем сходстве в биотопической структура населения жужелиц по господству видов открытых пространств наблюдаются некоторые разлитая. В агроценозе клевера наибольшего обилия достигают луговая д лугово-полввая группы, по сравнению с полевой. На поле кукурузы наиболее обильна полевая группа видов. На посевах овса преобладает лугово-полввая группа видов и отсутствует луговая. Поля с преобладанием видов открытых пространств влияют на структуру населения жужелиц в близлежащих садах и узких лесополосах. Влияние на прилегающие сады проявляется в увеличении обилия мнксо-фитофагов особенно стратохортобионтов.

6. Доминантные виды яужелиц экологически дифференцированы по Бремени размножения и избирательности к биотопа!/.. rufipes _ вид с летне-осенним размножением избирателен к пахотным землям.

melanarius обладает мультисезонным размножением и преобладает в старых садах и густых лесополосах. cuprous _ Б1щ с весенним размножением предпочитает залуженные почвы. Динамика демографической

структуры этих видов наиболее оптимальна в благоприятных для вида

наблюдаются

биотопах. Нарушения в структуре пощеляции в неблагоприятных биотопах, где сильное воздействие на них оказывают химобработки.

?. Дана экологическая и биологическая оценка населения жужелиц в яблоневых садах. Предложены индексы для определения этапов воз-

растной и залежной сукцессии в садах на примере жужелиц.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРШ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Романкина М.Ю. Динамика жизненных форм жужелиц в поденных гигроратных стадиях и агроценозах // Проблемы интенсификации садоводства, Мичуринск, 1583, с. 157-158.

2. Романкина М.Ю., Касандрова Л.И. йужелицы садозащитных лес полос // Проблемы интенсификации современного садоводства, Мичуринск, 1990а, с. 156-158.

3. Романкина М.Ю., Касандрова Л.И. Миграции жужелицы волосис той РзеийоорЬопив га£1рез Бeg. в сложном агроландшафте // Матери, лы Всесоюзного научно-методического совещания зоологов педвузов, Махачкала, 19906, ч.1, с. 121-122.

4. Касандрова Л.И., Романкина М.Ю. Особенности комплексов жу-

шлм ттт и /ш/щу/, // рл//л// // ////I/ ¿¿/¿г.

желицККишинев, 1990в, с. 27-28. ' <г у

5. Касандрова. Л.И., Романкина М.Ю. Миграции доминирующих вид( жужелиц в агроценозах // Проблемы почвенной зоологии, Новосибирск 1991, с.61.

6. Романкина М.Ю. Пути формирования комплексов жужелиц садоз/ щитных лесополос // Проблемы экологии в сельском хозяйстве, Пенз

1993, ч.1, с.41-44.

7. Романкина М.Ю. Особенности фауны жужелиц молодых и многолетних яблоневых садов Тамбовской области в условиях лесостепи // Фундаментальная и методическая подготовка будущего специалиста по экологии и охране природы, Орел, 1994, ч.1, с.155.

8. Шарова И.Х., Романкина М.Ю. Жужелицы враги наших врагов // Сад и огород, Москва, 1996, & 3, с. 57-59.