Влияние нефтяного загрязнения на почвенных беспозвоночных (мезофауны) в таежных лесах Среднего Приобья
Влияние нефтяного загрязнения на почвенных
беспозвоночных (мезофауны) в таежных лесах Среднего Приобья
А. В. Соромотин
В статье содержатся сведения о структуре населения
почвенных беспозвоночных мезофауны Среднего Приобья. На материалах многолетних
исследований дается анализ влияния нефтяного загрязнения на комплексы почвенных
беспозвоночных. Показано, что мезофауна почв по сравнению с фитоценозом и
фауной мелких млекопитающих обладает повышенной чувствительностью к
углеводородному загрязнению среды. Приводятся теоретические уравнения регрессии
экспоненциального вида зависимости численности и биомассы почвенных
беспозвоночных от концентрации нефти для зоны таежных лесов Среднего Приобья.
Предлагаются индикаторные группы
В настоящее время при разработке мероприятий по
снижению отрицательного воздействия нефтедобычи на природные комплексы большое
внимание уделяется последствиям углеводородного загрязнения окружающей среды.
Один из удобных объектов исследований - почвенные беспозвоночные, среди которых
есть представители всех трофических групп гетеротрофных организмов.
Общеизвестна четкая реакция педобионтов на изменения свойств почвы.
Материалы и методы
К мезофауне относятся крупные почвенные
беспозвоночные, легко учитываемые при ручной разборке образцов грунта, такие
как дождевые черви, многоножки, моллюски, имаго и личинки многих отрядов
насекомых [I].
При проведении работ на территории разлива нефти,
характеризующейся равномерным распределением загрязнителя, сходными
лесорастительными условиями и однотипным микрорельефом, закладывали пробную
площадь (100 м2). Для изучения абсолютных значений численности, биомассы и
видового состава использовали наиболее универсальный и доступный способ учета -
взятие почвенных проб 25 х 25 см с ручной послойной разборкой: лесная подстилка
и далее через 5 см с повторностью от 10 до 50. Биомассу определяли по
фиксированным в спирте беспозвоночным. В местах раскопок отбирали образцы почвы
по интервалам глубин для определения содержания общего нефтепродукта. В сходных
лесорастительных и почвенных условиях - в непосредственной близости от
изучаемого разлива закладывали контрольную пробную площадь, на которой проводили
работы в том же объеме, за исключением отбора образцов грунта. Отсутствие
нефтепродуктов в почвах контроля определяли на месте с помощью хлороформа.
Всего обследовано 20 разливов нефти, заложено 24 пробные площади, взято свыше
600 проб, учтено более 10 000 беспозвоночных.
Чтобы избежать чисто качественного подхода в
определении дозы нефти, выражаемой иногда такими чисто технологическими
понятиями, как "облигатная зона загрязнения", "факельная
свеча", "порыв нефтепровода", не имеющими отношения к природе,
под интенсивностью загрязнения понимается содержание общего нефтепродукта,
выраженное в процентах от воздушно-сухой массы субстрата. Это позволяет реально
оценить нагрузку токсиканта на биоценоз в конкретной точке в момент наблюдений,
а для обработки материала использовать методы математической статистики.
Результаты и их обсуждение
Наиболее богата и многочисленна мезофауна в
кедрово-зеленомошных лесах: за весь период наблюдений средняя численность
превосходила аналогичный показатель в кедровниках долго-мошньгх и сосняках
лишайниковых на 20,7 и 40,3 % соответственно, а биомасса - более чем в 10 раз
(табл. 1). Большое распространение в регионе получили сфагновые леса и верховые
болота, видовой состав мезонаселения которых значительно беднее при высокой
общей численности, достигающей уровня в зеленомошниках.
Воздействие нефти и нефтепродуктов на комплексы
мезофауны определяется в первую очередь интенсивностью загрязнения. Наибольшая
гибель животных наблюдается в зонах с максимальным нефтяным загрязнением.
Крупные беспозвоночные погибают при этом полностью [2-4]. Как показали
исследования, нефтяное загрязнение резко отрицательно влияет на численность и
биомассу мезофауны почв. Уравнение регрессии зависимости сохранности этих
количественных характеристик сообществ беспозвоночных, выраженной в процентах
от контроля, имеет вид:
у = ехр (а + bх).
Для таежных лесов Среднего Приобья значения
коэффициентов следующие:
по численности:
а = 4,80 ± 0,35; b = -0,10 ± 0,01; коэффициент
корреляции r = -0,86 ± 0,10 при Р < 0,001;
по биомассе:
а = 5,20 ± 0,52; b = -0,10 ± 0,02; r = -0,79 ± 0,13
при Р < 0,001.
Если сравнить чувствительность к нефти педобионтов и
таких элементов таежных биоценозов, как живой напочвенный покров, подрост
хвойных пород, а из консументов - мелких млекопитающих (мышевидные грызуны и
насекомоядные), графики устойчивости которых показаны на рисунке, то очевидно,
что мезофауна - один из наиболее чувствительных компонентов таежных экосистем к
такому виду антропогенного воздействия. Снижение численности педобионтов
наполовину вызывается 10 % -ным уровнем содержания нефти в лесной подстилке,
тогда как соответствующее уменьшение общего проективного покрытия живым
растительным покровом - 15 %, сохранности мелких млекопитающих - 25 %,
количества жизнеспособного подроста кедра - даже 35 %, [5]. Литературные данные
[3, 6] и результаты собственных учетов (табл. 2) показывают, что и среди
почвенных беспозвоночных мезофауна наиболее чувствительна.
При рассмотрении устойчивости к углеводородному
загрязнению основных групп мезофауны необходимо выделять уровни загрязнения
почвы, так как реакция животных меняется в зависимости от дозы токсиканта. Мы
разделили загрязнение на слабое - до 10 % нефти в лесной подстилке, когда
сохраняется до 50 % педобионтов, среднее - от 10 до 20 %, когда численность
падает еще наполовину, и сильное - более 20 % нефти в подстилке. Характер
устойчивости к этим уровням загрязненности хорошо выражен в табл. 3.
Заметим, что наибольшую устойчивость, даже некоторое
повышение численности, требующее специального исследования, проявляют дождевые
черви (Eisenia nordenskioldi Eisen и Limbricus rubellus Hoff.). Многоножки,
пауки и насекомые образуют группу организмов, сходных по степени реакции.
Наиболее чувствительны моллюски (табл. 3).
При средней загрязненности Oligochaeta также наиболее
устойчивы, a Mollusca - наименее. На участках с загрязнением более 20 % нефти
ни дождевые черви, ни моллюски не встречаются - эта концентрация для
вышеназванных групп предельна. Наибольшую устойчивость проявляют Chilopoda
(Monotarsobius curtipes С. Koch).
Среди наиболее многочисленных отрядов насекомых особой
устойчивостью при слабой дозе не выделяется ни один, при средней - преобладают
имаго и личинки жуков (Staphylinidae, Carabidae), а при сильной - личинки
двукрылых.
Нефтяное загрязнение приводит не только к резкому
сокращению численности, но и к значительному обеднению группового состава
мезофауны за счет таких малоустойчивых элементов, как почвенные моллюски,
гусеницы совок, червецы, личинки мягкотелок, проволочников, долгоносиков.
На загрязненных территориях иногда наблюдается
смещение возрастной и размерной структур населения некоторых групп. Так,
например, для стафилинид отмечено возрастание доли имаго на разливах на 48 % по
сравнению с контролем. У пауков здесь средняя масса одной особи значительно
превосходит аналогичный показатель на чистых участках: (4,4 ± 0,5) мг в опыте и
(2,4 ± 0,2) мг в контроле (проанализировано 1715 экз., различия достоверны при
Р < 0,001). Для многоножек различий не обнаружено: (4,8 ± 0,6) мг в опыте и
(4,8 ± 0,3) мг в контроле (421 экз.). Вероятно, из Arachnida на загрязненной
территории способны выжить взрослые особи и более крупные виды, а для размерной
и возрастной структуры Chilopoda (представленных практически одним видом) наличие
нефти значения не имеет. Понятно, что все это может приводить к нарушению
характерной для каждого типа леса системы трофических связей, а следовательно,
и динамики численности популяций, а дальше - и стабильности всего биоценоза.
Таблица 1
Состав мезофауны таежных лесов Среднего Приобья
(численность - экз./м2; биомасса - г/м2)
|
Группа
мезофауны
Похожие работы на - Влияние нефтяного загрязнения на почвенных беспозвоночных (мезофауны) в таежных лесах Среднего Приобья
|