Введение к работе
Актуальность проблемы. Сложная структура н многообразие функциональных связей в биогеоценозах затрудняют наблюдения, за их . интегральными реакциями на внешние воздействия. Поэтому, при практической организации мониторинга очень важен выбор отдельных групп организмов, наиболее чувствительных к определенный антропогенным воздействиям. Одной из таких групп являются коротконадкрылые жуки - стефилиниды (Coleoptera, Staphylinidae). Это одно из самых многочисленных семейств жесткокрылых, насчитывающее свыше 25000 видов, представители которого 'населяют большинство наземных биогеоценозов. Высокая избирательность большинства видов стафилинид по отношению к условиям среды, выражающаяся, в строгой приуроченности их к определенным биотопам, шзэоляег расценивать представителей семейства как весьма ценный объект для бноиндикации.
благодаря высокому видовому разнообразию, значительной численности и широкой полифагии, важнейшей ролью стафилинид з природных н искусственно созданных экосистемах являегся регуляция Численности мелких беспозвоночных животных: Наряду с другими представителями почвенной фауны, стафнлиннды в ряде стран широко используются для оценки состояния почв, при разработке биологических методов борьбы с сельскохозяйственными вредителями (Тихимнрова,1973).
і Практическое использование стафилинид в биоиндикацнонных целях и как
. агентов биологического метода зашиты растений невозможна без всестороннего изучения экологии представителей семейства. К настоящему времени фауна и экология короткоиадкрылых жуков достаточно хорошо исследована лишь в странах Цеіггральной и Западной Европы, а на большей частя территории России подобные исследования не проводились. Практически отсутствуют обобщенные сведении об образе жизни стафилинид в регионах с бореадьнок растительностью.
Сведения о стафилннидах Сибири до последнего времени ограничивались небольшим числом преимущественно таксономических ціїн фаунистнческих работ, краткий обзор которых приведен в монографии А.ДТихомировой (1973). Специальное изучение экологии короткоиадкрылых жуков на территории Сибири ранее не проводилось
Цель задачи работы. Основная цель настоящей работы - изучение закономерностей формирования и функционирования комплексов и сообществ стафилинид и и лесных и антропогенно трансформированных экосистемах юга Западной Сибири.
В задачи исследований входило:
-
Изучение структуры населения стафилинид и ее регионально-' климатической специфики, включая изменение видового разнообразия, соотношения основных экологических групп и жизненных форм имаго стафилинид в биогеоценозах различных широтных зон и высотных поясов ;
-
Сравнительное изучение термоиреферендума, суточной и сезонной динамики активности в популяциях коротконадкрылих жуков в градиентах климатических условий; . \
. 3. Рассмотрение особенностей индивидуального развития и трофических связей стафилинид в различных гидротер« :>:*: ских условиях;
.4."-"
4. Изучение трансформации проетранственво-временной структуры
населения стафшшнид в условиях крупного сибирского города, формирования
специфической фауны городских экосистем и выявления закономерностей
становления фаунистических комплексов на озелененных территориях различной
степени нарушенности;
-
Исследование особенностей экологии стафшшнид в районах воздействия крупного агропромышленного комплекса (Северный промышленный узел г.Томска);
-
Выявление специфики формирования комплексов стафилинид r агроценозах таежной зоны и пригородных сельскохозяйственных территориях;
-
Изучение индикационных возможностей стафилинид в условиях континентального климата, в том числе определение роли жуков как индикаторов демутационных сукцессии в равнинных и горно-таежных ландшафтах, выяснение возможности использования стафилинид для оценки химического 'и электромагнитного загрязнения в условиях юга Сибири.
Научная новизна работы. В ходе выполнения работы впервые проведено всестороннее изучения экологии стафилинид таежных и антропогенно трансформированных экосистем юга Сибири. Изучен видовой состав и сравнительная численность населення стафилинид в лесных равнинных и горнотаежных ландшафтах юга Сибири; Показаны закономерности смены населения стафилинид различных высотных поясов Кузнецкого Алатау.
Прослежена смена доминирующих экологических групп и жизненных форм имаго стафилинид в зависимости от климатических условий; показано увеличение относительное доли еапрофагов «а верхнем пределе распространения лесных формаций, а также повышение доли зоофагов-скважиинихов в лесостепных экосистемах.
Изучена суточная, сезонная и многодетная динамика активности
стафилинид е равнинных н горно-таежных экосистемах. Показано, что ведущими
факторами, определяющими, уровень активности жуков является температура к
характер заселяемого субстрата. Прослежено влияние экологических факторов на
поведение и онтогенез жуков, выявлены основные трофические группы
стафилинид и спектр питания массовых ендов в различных вертикально-поясных
зовах. ,,
Выявлены особености фауны я экологи» стафилиипд пригородных
аГрОЦсКОЗОг И С&ТЬСОлС5Я»СТвННмл ТсррпТррмя ДЁСЦйЛ ЗОНЫ СИиіірН. ОШсЧсНЫ
обедненный состав населення коротконадкрыдых жуков сибирских агроцеиозов по сравнению с европейскими аналогами и ведущая роль местных фаунистических элементов в формирования населения стафилинид агроцеиозов.
Показана специфика формирования пространственно-временной структуры населения стафилинид в условиях антропогенно нарушенного ландшафта (крупного города, территорий Воздействия- промышленных. предприятий). Выявлены виды » группы стафкаинид перспективные в плане экологическое оценки территории; проведена' оценка аддикацкоиньк возможностей жуков в таежных экосистемах.
Теоретическая И практическая значимость.
Исследование, экологии.стафилинид в таежных регионах юга Сибири представляет собой обобщение сведений об образе жизни одной га крупнейших
групп насекомых, имеющих важное биоцепотическое и хомйстаепное значение. В результате проведенной работы всесторонне щучена пространственно-временная структура населения стафшшнид и се изменение в Еердпкалыго-поясном градиенте Рассмотрены трофические связи предстаБ".гтелей семейства и выяснена ' их роль в трофических цепях наземных биогеоценозов рззшшных и горно-таежных регионов. Выявлены закономерности формирования фауны коротконадкрылых жукод урбзцеяозов и сельскохозяЛстья/ньк-угодий лесгюЛ зоны. Сравнительное изучение основных аспектов 'э:т.г.зпт стафнлинид в естественных и антропогенна трансформированных местс-оситаниях позвзляег снабдить экологическую характеристику таксонов различного ранга конкретными экологическими параметрами.
Практическую значимость представляют материалы по биоинднкационным возможностям стафнлинид; ряд массовых представіггелей семейства могут быть использованы в условиях юга Сибири для экспресс-оценки состояния наземных экосистем. Сведения об прострЕнстг.спно-временной структуре населения и трофических связях стафнлинид агроцепозов тагжнсй зоны могут служить основой для разработки систем интегрированной защиты растений.
Материалы диссертации используются в курсах лекций по г.очзеяной зоологии, экологии насекомых и сельскохозяйственной энтомологии в Томском государственном универсіггете.
Положення, вы!!осюиы« на защгггу.
1. Ведущими факторами, определяющими распространение стафнлинид в
лесных экосистемах, динамику их активности п продолжительность развития
преимагинальных фаз являготсл температурный режим местообитания и характер
субстрата.
-
Различия гидротермического режима в лесной подстилке и почве определяют относительно большую представленность герпетобнонтоа в лесных экосистемах, а обитателей эфемерных остатков животного происхождения - в лесостепных
-
Антропогенная, трансформация территории в первую очередь приводит к изменению видовой структуры населения стафнлинид и ритмов их активности; крайние степени деградации природных, экосистем сопровождаются сокращением видового разнообразия и численности на 50-70%.
4. Основными показателями при использовании стафнлинид в -качестве биоиндикаторов состояния окружающей среды могут служить изменения в популяционной структуре населения массовых видов герпетобионтов и уровень накопления тяжелых элементов в теле жуков.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены на VlH.tX и X Всесоюзных этимологических съездах (Вильнюс, 1979; Киев, 1984; Ленинград, 1989), на Vll.VHI.IX и X Всесоюзных совещаниях по проблемам почвенной зоологии' (Киев. 1981; Ашхабад,J984; Тбилиси,1987; Новосибирск, 1991), на V.VI и VII совещаниях энтомологов Сибири (Новосибирск, 1979, 1985, 19S9), на IX Международном коллоквиуме по проблемам почвенной зоологии (Москва, 1985), на ХП Международном симпозиуме по знтомофауне Средней Европы (Киев, 1988), Международном симпозиуме «Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды» (ТомскД995), Международном совещании "Природные условия, история и культура Западной Монголии и сопредельных
территорий" (Кобдо, Монголия, 1997), на Всесоюзны;, совещаниях "Формирование животного и микробного «селения агроценозоз" (Пущине, 1982), "Роль подстилки в песиых биогеоценозах" (Красноярск, 19і>4), "Экология популяций" (Новосибирск, 1988Х "Методология экологического нормирования" (Харьков, 1990), иа Всесоюзной школе молодых ученых "Биологический метод в интегрированной защите сельскохозяйственных растений" (Кишинез, 1985), на Чтениях памяти МДРузского (Томск, 1979,1985,1987).
Материалы диссертации были представлены на Чехословацко-Советском симпозиуме "Жизненные формы и стратегии организмов и их использование дм биоиндикации состояния жизненной среды" (Ческе-Будейовице, Чехословакия, 1989), на XX Международном энтомологическом конгрессе (Флоренции, Италия, 1996), на Международном совещании по шіженсраой экологии ( Пекин, Китай, 1996), на Международном симпозиуме по проблемам восстановления нарушенных ландшафтов (Гон-кГонг, 1996).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 44 работы, о том числе { монография.
Структура и объем диссертации. Дисссртаа;;л состоит ;;з еггденнл, семі: глав, заключения, выводов, списка литературы (содержащего ЗС'о рибот, из гяіх 175 на иностранных языках). Диссертация, изложена иа 2j'C страницах машинописного текста, содержит 35 таблиц и 62 рисунка.