Популяция и видовой состав карабидокомплексов промышленной территории

ГОУ ВПО «МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ М.Е.ЕВСЕВЬЕВА»

 

Факультет биолого-химический

Кафедра зоологии, экологии и методики обучения биологии

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

ВИДОВОЙ СОСТАВ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА КАРАБИДОКОМПЛЕКСОВ ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕРРИТОРИИ

 

 

 

 

 

 

 

Автор курсовой работы: М.А. Мамонкина, студентка  I V  курса, 109а группы очной формы обучения

Специальность: «Биология» с дополнительной специальностью «Химия»

Руководитель: И. Е. Киселев, кандидат биологических наук, доцент

 

 

 

 

 

Саранск 2012

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………..3

1. Обзор литературы………………………………………………………….5
2. Методика и место исследования…………………………………………..8
1. Описание места исследованного района………..…………………........8

     2.2 Методика исследования………………………………………………….9

3. Эколого-фаунистическая характеристика карабидокомплексов промышленной территории………………………………………………11

3.1 Видовой состав жужелиц исследованного района..…………..………11

     3.2 Зоогеографический состав фауны жужелиц промышленной территории……………………………………………………………………….13

     3.3 Экологический состав фауны жужелиц промышленной территории……………………………………………………………………….15

     3.4 Спектр жизненных форм фауны жужелиц промышленной территории……………………………………………………………………….18

Заключение……………………………………………………….………………21

Список использованных источников……………………………………….......23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

           В настоящее время наблюдается чрезвычайно активное воздействие человека на природную среду, состояние которой, несмотря на принимаемые меры, продолжает ухудшаться.

            Поэтому современный глобальный характер воздействия человека на природу вызывает необходимость в разработке определенного источника природоохранительных мероприятий. Для поддержания экологического равновесия в природных и антропогенных ландшафтах необходим экологический мониторинг с целью оценки и прогнозирования степени устойчивости биоценозов и хозяйственной деятельности человека. Степень нарушенности биоценозов определяется при помощи целого комплекса методов: физических, химических, биологических. Наиболее точно фиксируют изменения в биоценозах, по комплексу факторов, биологические методы индикации среды. В современных условиях  все большее внимание энтомологов привлекают, поэтому промышленные антропогенные ландшафты.

         Изучение динамики структуры комплексов отдельных таксономических групп в составе животного населения естественных и антропогенных биоценозов – одна из основных проблем экологии. В экологических исследованиях насекомых значительная часть посвящена изучению Carabidae, как одному из самых многочисленных и разнообразных семейств отряда жесткокрылых.

 Многообразие жужелиц в придорожных лесных полосах объясняется множеством соседствующих с ними естественных местообитаний (склоны балок, оврагов, луга, болота). Зависимость распределения жужелиц по биотопам от почвенного - растительных условий и микроклимата определяет их роль как индикаторов биоценозов и различных антропогенных воздействий. Жужелицы успешно используются для характеристики состояния естественных биоценозов в различных ландшафтно-зональных условиях, а также для выявления степени влияния отдельных природных и антропогенных факторов на экосистемы.

         Промышленные территории являются местами наибольшего антропогенного воздействия на биосферу и районами интенсивных преобразований экосистем.

        На фоне работ по видовому составу карабидокомплексов промышленных антропогенных ландшафтов основное направление исследований постепенно переключается на изучение структуры населения и экологии популяций массовых видов жужелиц, приобретающее решающее значение в биомониторинге состояния окружающей среды.

        Недостаточность изучения состава и структуры населения жужелиц промышленных антропогенных ландшафтов в Республике Мордовии, послужила основанием для выбора темы исследований.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Обзор литературы

Большое внимание в исследованиях по экологии насекомых антропогенных ландшафтов уделяется изучению Carabidae – одной из больших групп почвенной мезофауны как в отношении видового разнообразия, так и численного обилия, широко распространенной во всех ландшафтных зонах земного шара.

Большой объем работ проведен по изучению жужелиц в агроценозах различных природных зон, выявлены основные экологические закономерности их пространственно-временного распространения и механизмы устойчивости популяций.

Работы по изучению населения жужелиц на урбанизированных территориях в России по сути дела только начинаются. Не считая фрагментарных сведений о видовом составе жужелиц в городах.

  Урбанизация городов, рост населения, а в связи с этим качественное преобразование всех компонентов экосистем, влияние промышленного производства и других факторов вызывают повышенный интерес исследователей к различным аспектам экологии жужелиц. Особый интерес в плане получения материалов о миграционных явлениях приобретают исследования частично изолированных биотопов, потому как сведений, касающихся особенностей расселения жужелиц по подобным объектам города Саранска немного.

В качестве возможного индикатора антропогенных воздействий используются жужелицы по ряду причин: они встречаются в большинстве наземных экосистем; семейство хорошо изучено в систематическом и экологическом отношении; методы учета численности просты и универсальны, что делает сопоставимой информацию, полученную различными исследователями.

В работе Бутовского Р.О. «Устойчивость комплексов почвообитающих членистоногих к антропогенным воздействиям», у автодороги вырастал процент жужелиц с морфологическими аномалиями (появление щетинок по боковым краям передней спинки у Harpalus affinis, изменение жилкования у Pterostichus melanarius). Появление такого рода изменений он связывал в основном с опосредованным влиянием автодороги через уплотнение почвенного покрова, изменение влажности и структуры почвы и т.д. Также было проведено сравнение основных типов антропогенных воздействий и изучено их влияние на некоторые виды жужелиц с тем, чтобы определить наиболее подверженные антропогенным воздействием морфологические признаки для дальнейшего исследования в биоиндикационных исследованиях.

Результаты исследования Бутовского Р.О. хорошо согласуются с результатами, полученными Приставко В.П.   Последний из них показал, что с ростом интенсивности антропогенного воздействия в ряду зон, таких как зона сенокосных угодий, выгон скота на окраине населенного пункта. На таких зонах наблюдается наиболее последовательное уменьшение численности жужелиц зоофагов-стратобионтов, в меньшей степени – миксофитофагов.

В литературе накоплен огромный материал об изменении видового состава, численности, экологической структуры комплексов жужелиц биоценозов подверженных воздействию различных факторов.

Изучено воздействие на карабидофауну пестицидов, гербицидов, минеральных удобрений. Достаточно большой материал накоплен по изучению влияния на жужелиц техногенного и химического загрязнения среды было рассмотрено Бутовским Р. О. .[13, с.139-150;].

Влияние урбанизации на население жужелиц в городских условиях изучали: Душенков В.М. [7, с.250-252]; Шарова И.Х., Киселев И.Е. [12, с.212].

Известно, что беспозвоночные почвообитающие животные играют ключевую роль в поддержании почвенного плодородия, обладая высоким биоразнообразием в широком понимании (видовое богатство, разнообразие морфологических форм и т.д.), численностью и экологической пластичностью. Сохранение плодородия почв и их мелиорация (реставрация) в антропогенных экосистемах до определенной степени возможны лишь при условии сохранения функционирующего комплекса почвообитающих животных, адаптированного к измененным условиям среды. Проблемы экологии почвообитающих беспозвоночных животных в антропогенных экосистемах и роль этих исследований для понимания механизмов их функционирования не раз являлись предметом обсуждения экологов и зоологов таких как Гилярова М. С., Бутовского Р. О.

Значительное место в изучении карабидофауны занимает исследование закономерностей формирования комплекса жужелиц в различных ландшафтах разнообразных природных зон Шаровой И. Х. [19, с.3-10].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Методика и место исследования

 

1. Описание места исследованного района

 

Исследуемая площадка находилась в районе промышленной территории завода ОАО «Резинотехника» г. Саранска (рисунок 1). Насаждения, в основном, искусственного происхождения. Участки имеют среднюю антропогенную нагрузку: встречаются кострища, мусор, множество троп. Почва черноземная выщелоченная. Рельеф данного района ровный. Климат исследуемого района умеренно-континентальный. Среднегодовая температура воздуха 3,7° - плюс 3,9°, средняя температура самого теплого месяца (июля) составляет плюс 19,5°, самого холодного (января) минус 11,9°. Среднегодовое количество осадков 450-573 мм.

         Ловушки ставились в посадках, которые разделяют зону автомобильной дороги, примыкающей непосредственно к территории завода, и участок для посева сельскохозяйственных культур. Растительность представлена тремя ярусами. Основу посадок составляют березы, осины - древесные формы растительности. Из кустарников на исследуемой территории преобладает клен американский. Травянистая растительность представлена осокой, клевером луговым, костром безостым, подорожником, крапивой двудомной.

 

 

 

 

 

 

 

2. Материал и методика исследования

 

Исследования проводились в Октябрьском районе города Саранска около завода «Резинотехника». Лесополоса, в которой проводилось исследование, находится в 60 метрах от завода.

Для изучения видового состава жужелиц, их численности, распределения по биотопам, сезонной динамики активности, использован метод учета путём почвенных ловушек Барбера.

Для сбора жужелиц были использованы в качестве ловушек одноразовые стаканчики ёмкостью 500 миллилитров на ⅓  заполненные 4% раствором формалина. Ловушки установились на расстоянии 10 метров друг от друга в одну линию.

Выбор жуков проводили раз в декаду в течение всего сезона. Пробы из каждой ловушки выбирались и обрабатывались отдельно для получения дифференцированной серии картин расселения карабидофауны в изучаемых биотопах. Отлов жужелиц почвенными ловушками дает репрезентативный материал пригодный для статической обработки, позволяющий выявить динамическую плотность популяций каждого вида, определяемую числом особей.

Для определения жизненных форм имаго жужелиц использовалась система, разработанная Шаровой И.Х. Согласно полученным данным спектр жизненных форм жужелиц в районе исследования включает 6 групп, объединенных двумя классами: класс зоофагов – жужелицы, питающиеся типично животной пищей; класс миксофагов – жужелицы со смешанным типом питания. Класс зоофагов включает 4 группы жизненных форм: стратобионты или обитатели подстилки включает 3 группы: подстилочные, поверхностно-подстилочные, подстилочно–почвенные; эпигеобионты или обитатели поверхности почвы, класс миксофитофагов включает 2 группы жизненных форм: стратобионты, геохортобионты.

Характеристика экологической структуры населения жужелиц проводилась по биотопическому преферендуму на основе литературных данных.

Для видов, проявляющих зональную смену стаций, придерживались той экологической характеристики видов, которую они обнаруживают в районе исследования.

Для определения материала использовался бинокулярный микроскоп МБС – 9 и определительные таблицы имаго жужелиц.

Для характеристики населения жужелиц определялись следующие экологические параметры: видовое разнообразие, численность, экологическая структура по жизненным формам.

К доминирующим видам были отнесены виды, обилие которых составляло 5% и более от общего числа жужелиц, отловленных в данном биотопе, к субдоминантам – с обилием от 1 до 5%, к редким – с обилием менее 1%. Эта шкала достаточно широко используется карабидологами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Эколого-фаунистическая характеристика карабидокомплексов промышленной территории

 

1. Видовой состав жужелиц исследованного района

 

          Во время работы на исследуемой территории было зарегистрировано 19 видов жуков – жужелиц, относящихся к 9 родам.

Таблица 1 - Видовой состав, зоогеографическая и экологическая характеристика жужелиц в исследованном биоценозе (2012 г.).

ТАБЛИЦА 1

Вид	Зоогеогра-фическая характе-ристика	Биотопи-ческая характе-ристика	Жизненные формы	Лесополоса промышленной территории
1	2	3	4	6
1.Carabus nemoralis Mull	E	Лс.	З.э.х.	ХХ
2. Carabus convexus F	ЕС	Лс.	З.э.х.	ХХ
3. Carabus cancellatus III	ЕС	Э	З.э.х.	Х
4. Carabus granulatus L	ТПп	Лс. Бл.	З.э.х.	Х
5. Leistus rufescens F	ЕС	Лс.	З.с.п.	-
6. Notiophilus palustris Duft	ЕС	Лс.	З.с.п.-п.	-
7. Poecilus cupreus. (L)	ЕС	лг, п.	З.с.п.-пч	ХХ
8. Poecilus versicolor. Sturm.	ТПп	лг, п.	З.с.п.-пч	ХХ
9. Pterostichus melanarius (III)	ЕС	Лс	З.с.п.-пч	ХХ
10. Pterostichus niger, Schall	ТПн	Лс	З.с.п.-пч	ХХ
11. Agonum assimile. (Payk)	ТПп	Лс.,бл.	З.с.п.	Х
12. Agonum dorsale. (Pontop)	Еср	Э	З.с.п.-п	Х
13. Amara quenseli. Schoenh.	ЕС	Лг.,п.	М., гх.	-
14. Amara anaea (Dej)	ТПп	Лг.,п.	М., гх.	Х
15. Amara ovata.(F)	ТПп	Лг.,ст.	М.гх.	Х
16. Amara spreta. Dej.	ЕС	Лг.,ст.	М.гх.	Х
17. Pseudoophonus rufipes. (Deg)	ТПп	П	М.сх.	ХХ
18. Harpalus affinis. Schrank.	ТПп	Лг.,п.	М.гх.	ХХХ
19. Harpalus tardus. Panz.	ЕС	Лг.,ст.	М.гх.	ХХ