Проблема сохранения биологического разнообразия

p align="center">Рис. 10. Соотношение антропофитной растительности в пределах границ водораздельного экотона хребта Малая Хатипара.

Всего за период исследования на хребте Малая Хатипара было отловлено 409 особей. Из рассматриваемых отрядов, представленных на ключевом участке водораздельного экотона (Coleoptera, Orphoptera, Hemiptera и Homoptera), наиболее богатым видами является отряд Coleoptera и отряд Orthoptera. Отряды Hemiptera и Homoptera выделяются численным преобладанием - 29% и 32%, соответственно. Наибольшее разнообразие хортобионтов все же исследовано на территории водораздельного экотона хребта Малая Хатипара, где произрастают различного рода сосновые, пихтовые, смешанные хвойно-широколиственные и лиственные леса с травяным покровом разной мощности, что является существенным фактором местообитания изучаемой нами группы беспозвоночных (Конева, 2005).

3.1.2. Ландшафтно-экологический подход в изучении беспозвоночных на уровне фаций (на примере водораздельного экотона хребта Малая Хатипара)

Ландшафтно-экологический подход актуален в изучении беспозвоночных. Рассматривались насекомые водораздельного экотона на уровне фаций луговой растительности различных экспозиций (обоснование дано в главе II). Ведущим фактором явились микроклиматические показатели, полученные В.А. Шальневым на стационаре Тебердинского заповедника в 1971 г. Были выбраны три фации луговых ассоциаций различных экспозиций: северной, восточной и южной (рис. 11).

Рис. 11. Ландшафтная карта фаций Тебердинского ландшафта

(Шальнев, 1971).

Легенда:

- Урочище верхней трети крутых склонов долины М. Хатипары северо-северо-восточной экспозиции, сложенное коллювием, состоит из фации:

1) разнотравно-пестрокостровые луга на горно-луговых мощных сильно дерновых скелетных почвах;

- Урочище верхней трети крутых склонов долины М. Хатипары северо-северо-восточной экспозиции, сложенное коллювием и выделяется фация:

2) разнотравно-злаковые луга на горно-луговых мощных сильно дерновых скелетных почвах;

- Урочище древнего цирка восточной экспозиции, сложенное коллювием:

3) верхняя часть склона с вейниково-злаково-разнотравной растительностью на горно-луговых мощных сильно дерновых скелетных почвах.

Луг северный занимает пригребневые участки склона северо-северо-восточной экспозиции, крутизной 16-18є, с абсолютной высотой 2350 м. Растительность - разнотравно-злаковые луга. В почвенном покрове горно-луговые дерновые скелетные почвы. Вторая фация (луг восточный) располагается в верхней трети склона древнего цирка на склоне восточной экспозиции, крутизной 20є. Растительный покров имеет смешанный видовой состав, характерный для склонов и северных, и южных экспозиций. Растительную ассоциацию можно назвать вейниково-злаково-разнотравной. В почвенном покрове горно-луговые мощные скелетные почвы. Третья фация (луг южный) занимает пригребневой участок склона юго-юго-восточной экспозиции, крутизной 31є, с абсолютной высотой 2380 м. В почвенном покрове развиты горно-луговые мощные сильнодернованные почвы. Растительность представлена разнотравно-пестрокостровым лугом.

Ведущим фактором явились микроклиматические показатели, на которые в свою очередь, влияет экспозиция склонов. Она в первую очередь влияет на дневной и суточный ход составляющих радиационного и теплового балансов. Максимальные показатели радиационного баланса приходятся на луг южный в полдень - 1,2 кал/см2. На лугу восточном и северном он быстро растет в утренние часы и своего максимума достигает уже к десяти часам - 1,1 кал/см2 и 0,6 кал/см2, соответственно. Если же рассматривать показатель затрат тепла на испарение, то максимум тепла на лугу южном тратится на околополуденные - 0,55 кал/см2, на лугу северном и восточном - в утренние часы - 0,45 кал/см2 и 0,58 кал/см2. Еще более показательны суммы дневных и месячных величин. Хорошо обеспечен теплом луг южный. Приход суммарной радиации за ясный день здесь составляет 777 кал/см2, а за месяц 16,6 ккал/см2. Северный луг получает суммарной радиации в ясный день только 519,5 кал/см2, что на 33% меньше луга южного. Месячная ее величина равняется 11,3 ккал/см2. Луг восточный обеспечен теплом лучше луга северного, так как приход суммарной радиации за день составляет 662,4 кал/см2. При сравнении суточных величин составляющих теплового баланса эти закономерности сохраняются. Самые большие затраты тепла на испарение (271,0 кал/см2), поток в почву (10,0 кал/см2) и турбулентный поток в воздух (214,6 кал/см2) отмечаются на лугу южном. Соотношение же составляющих частей радиационного баланса по составляющим теплового баланса в каждой фации разное. Если на лугу южном затраты тепла на испарение составляют 54% от общей величины радиационного баланса, а на турбулентный поток в воздух расходуется только 43%, то на лугу северном затраты тепла на испарение растут до 64% и составляют 171,2 кал/см2, а на турбулентный поток в воздух они снижаются до 35% и составляют 89,9 кал/см2. На лугу восточном эти соотношения почти одинаковы и составляют - 185,6 кал/см2 и 187,6 кал/см2 в сутки, соответственно (Шальнев, 1971).

Особенности радиационного и теплового баланса влияю на термический и водный режим фаций. Лучше всего градиентные различия температур воздуха проявляются на лугу южном. Если на высоте 2 м температура воздуха в полдень ясного дня поднимается до 14є, то в приземном слое (0,2 м) она возрастает до 17,8є, а на поверхности деятельного слоя - до 20,6є.На склоне северной экспозиции градиентные различия температур не так велики. На высоте 2 м воздух в полдень прогревается только до 11,5є, а на уровне 0,2 м до 13,6є. Хорошо видны градиентные различия в разных фациях по средним суточным величинам: и температуре воздуха, и абсолютной влажности. Исходя, из особенностей хода средних суточных величин температуры воздуха и почвы и абсолютной влажности воздуха на разных высотных уровнях в ясные дни и расположение на склонах различной экспозиции следует, что лучше всего прогревается слой почвы на глубине 0-10 см. Здесь отмечаются самые высокие средние суточные температуры. На лугу южном на глубине 5 см они равняются 12,8є. В то же время температура воздуха на высоте 2 м составляет 9,1є. Наименьшие колебания температур в почвенном слое наблюдаются на склонах восточной экспозиции: на глубине 0,10 см - 12,2є, а на высоте 2 м - 8,8є.

Термические условия почв влияют на режим влажности, поэтому почвы луга южного являются самыми «сухими». Так, на глубине10 см содержание влаги составляет 40%. На лугу северном ее содержание возрастает до 60%. Высокий процент влажности в почвах обусловлен большим количеством атмосферных осадков - 108 мм. Обычно процент влажности в горизонте А бывает ниже, например, на лугу южном влажность составляла 25%, а на северном - 42%.

Ветровой режим фаций в горах во многом зависит от экспозиции склона. В целом, наблюдался юго-западный вынос воздушных масс. На склонах южной экспозиции он усиливался восходящим потоком горно-долинных ветров, поэтому на лугу южном отмечались самые высокие скорости ветра. Средние суточные величины за ясные дни на высоте 2 м составляли 2,9 м/сек., а на высоте 0,5 м - 1,2 м/с. Иногда скорости достигали 11 м/с. Повышения скорости ветра на склонах южной экспозиции наблюдались в летние месяцы. На склонах северной экспозиции уменьшаются не только скорости ветра, но и меняется его направление. Так, на лугу северном преобладали ветры северных направлений, и средние суточные величины их в ясные дни были не больше 1,6 м/сек. Максимальные скорости не превышали 3,2 м/сек. На лугу восточном средние суточные скорости выше и равняются 2,6 м/сек.

Режим ветра оказывает большое влияние на термические условия приземного слоя воздуха. На лугу южном значительные скорости ветра в дневные часы приводят к усилению турбулентного обмена и выносу тепла за пределы фации. Поэтому средние суточные величины температур воздуха на высоте 2 м лишь на 1-2є выше, чем на лугу северном. Передача тепла турбулентным потоком в воздух достигает здесь больших величин - 43% общей суммы радиационного баланса. Не последнюю роль ветровой режим играет и в снижении процента влажности почв южного луга.

Растительный покров описываемых фаций относится к субальпийским лугам. Территория луга южного занята разнотравно-пестрокостровой ассоциацией. Здесь наиболее характерными представителями являются: костер пестрый, овсяница пестрая, сон-трава фиолетовая, подорожник, лапчатка, пуповка Рудольфа и др. Всего произрастает 74 вида растений. Для этого луга к растительным ассоциациям «привязаны» следующие виды хортобионтов: отряд Orthoptera - 23 особи от общего количества, из которых семейству Tettigoniidae относится вид Poecilimon heroicus, а к семейству Tettigoniidae - вид Chrysochraon dispor. Отряд Homopteta - 15 особей семейства Cercopidae c одним видом Cercopis sanguinea. Отряд Hemiptera - 22 особи cемейства Pentatomidae с доминантными видами - Dolicoris baccarum, Peribalus verualis, Carpocoris melanocerus. К отряду Coleoptera относится 9 насекомых, из которых семейству Curculionidae принадлежат два вида - Zacladus geranii и Apion vicial, семейству Cerambycidae - виды Phytoecia (Mussaria) affinisbolberi и Anastrangalia dubia, семейству Oedemeridae - вид Oedemera flavescens (рис. 12).

Рис. 12. Распределение отрядов и доминантных видов хортобионтов на лугу южной экспозиции.

На лугу северном произрастают разнотравно-злаковые ассоциации с преобладанием вейника тростниковидного, мятлика длиннолистного, ветреницы пучковатой, купальницы и др. Все вышеперечисленные факторы способствуют распространению здесь таких же семейств, что и для южного луга, но с некоторыми отличиями, также отличается и набор видов. Всего 62 вида растений.

Основными доминатными отрядами по количественным характеристикам является отряд Homopteta - 41 особь, причем более половины всех насекомых этого отряда находятся на стадии личиночного развития и отряд Coleoptera, который к тому же имеет и достаточно богатый видовой набор. Он представлен 25 особями, которые относятся к двум семействам: к семейству Curculionidae принадлежат два вида - Zacladus geranii и Nastus fausti, а к семейству Oedemeridae - вид Chrysanthia viridissima. Отряд Orthoptera представлен в количестве 21 особи, которые все находятся на личиночной стадии развития и видовую принадлежность трудно идентифицировать. На северном лугу малочисленным отрядом является отряд Hemiptera - 13 особей cемейства Pentatomidae с доминантным видом - Dolicoris baccarum (рис. 13).

Рис. 13. Распределение отрядов и доминантных видов хортобионтов на лугу северной экспозиции.

На лугу восточном распространены злаково-разнотравные луга, число видов которых превышает 80. Здесь отмечена 81 особь хортобионтов. Доминируют два отряда - отряд Homopteta и отряд Hemiptera по 27 особей. Как и на предыдущих участках преобладающими по численности являются именно эти два отряда, большая часть которых представлена насекомыми, находящимися на личиночной стадии развитии. В отряде Hemiptera также выделяется ранее не встречающийся вид Authonomus rubi и род Polimerus sp. Отряд Coleoptera (18 особей) и здесь выделяется по видовому разнообразию и представлен четырьмя семействами - семейством Oedemeridae - вид Chrysanthia viridissima, семейство Coccinellidae - вид Subcoccinella vigintiquatuorpunctata, семейство Elateridae - род Athous и семейство Curculionidae - вид Authonomus rubi. И самым малочисленным отрядом и на восточном лугу явился отряд Orthoptera, большинство особей представлено личинками и только две взрослые особи вида Chrysochraon dispor (рис. 14).

Рис. 14. Распределение отрядов и доминантных видов хортобионтов на лугу восточной экспозиции.

В итоге мы предоставляем выборку общих видов для трех рассмотренных экспозиций (рис.15).

Рис. 15. Соотношение видов насекомых на южном, северном и восточном склонах.

При общем анализе данных по сравнению насекомых, выявлено количество общих видов для всех фаций водораздельного экотона только для семейства Cercopidae - вид Cercopis sanguinea. Общими для северной и южной экспозиций является вид Dolicoris baccarum cемейства Pentatomidae и вид Zacladus geranii семейства Curculionidae. Вид Carpocoris melanocerus cемейства Pentatomidae и вид Chrysochraon dispor семейства Acrididae характерны для южной и восточной экспозиций. А на склонах северной и восточной экспозиций встречаются насекомые отряда Homopteta и отряда Orthoptera, но только на личиночной стадии развития. Все выше перечисленные виды встречаются только на одной определенной фации и больше не дублируются. Такое закономерное распределение видового набора хортобионтов доказывает прямую взаимосвязь микроклимата, растительных ассоциаций и хортобионтов.

3.1.2. Беспозвоночные долины реки Птыш

Ледниковый экотон рассматривался на примере троговой долины реки Птыш. Склоны трогов при переходе к днищу выположены конусами выноса эрозионных ложбин. В долине Птыша хорошо сохранились следы последней стадии четвертичного оледенения, получившего название 3-его этапа каракельского оледенения (Тушинский, 1949, Сафронов, 1960). У входа в долину сохранилась мощная конечная морена (высотой до 40м.) последней стадии оледенения. Далее на днище долины сохранились еще три невысоких конечных морены (3-5м высотой), которые фиксируют стадии отступления ледника постаманаузской стадии. Хорошо выражены донные и боковые морены современной стадии «фернау» отступания ледника (Шальнев, Конева, 2006).

В связи с абсолютными высотами долины и климатическими условиями в долине сформировалась растительность переходного геоботанического пояса от хвойных (пихтовых) лесов к субальпийским лугам (Шальнев, 2005). Здесь произрастают березовые криволесья на конечной морене (Аманаузская стадия) и частично на склонах трога. Большая часть днища долины занята субальпийскими лугами (рис. 16).

Рис. 16. Фрагмент ландшафтной карты ледникового экотона

долины реки Птыш.

Легенда:

Урочища:

А. Сложное урочище днища долины, сложенное аллювием и флювиогляциальными отложениями. Состоит из простых урочищ:

3 - конечная морена, частично размытая рекой (левый борт), с березовой растительностью на примитивных грубоскелетных почвах;

4 - конечные морены; частично перекрытые осыпями, с разнотравно-злаковой растительностью на примитивных горно-луговых почвах;

Б. Сложные урочища склонов троговой долины западной и восточной экспозиции, сложенные коллювиально-пролювиальными отложениями и кореннымит породами (гнейсами). Состоит из простых урочищ:

6 - конуса выноса, сложенные коллювиально-пролювиальными отложениями, западной (восточной) экспозиции с субальпийскими лугами и березовыми криволесьями на горно-кустарниковых почвах;

7 - конуса выноса, сложенные коллювиально-пролювиальными отложениями, западной экспозиции с луговой субальпийской растительностью на горно-луговых почвах;

8 - то же, восточной экспозиции с луговой субальпийской растительностью и пятнами рододендрона.

Была рассмотрена структура отрядов хортобионтов, присущих ледниковому экотону долины реки Птыш (рис. 16).

Отметим, что численно преобладает отряд Homoptera - 56% от общего числа насекомых отрядов. Причем более 70% насекомых отряда находится на личиночной стадии развития. Далее следует отряд Hemiptera (38%). Представителей последнего отряда в 1,5 раза меньше, чем равнокрылых. Для отряда также характерно доминирование особей личиночной стадии развития - более 70%. Отмечено совсем малое количество насекомых, относящихся к отряду Coleoptera. Их всего 6% от всех отловленных особей. Самым малочисленным оказался отряд Orthoptera - менее 1%, представленными личинками. Более детальное отличие мы отобразили на последующих круговых диаграммах, которые показывают структуру семейств относительно каждого отряда. Причем подчеркнутым шрифтом отмечены фоновые виды или рода для каждого семейства (рис. 17).

Рис. 17. Структура отрядов хортобионтов для ледникового экотона долины реки Птыш.

Отряд, Coleoptera занимающий предпоследнее место (6%), характеризуется достаточно большим видовым разнообразием, хотя и гораздо меньшим, чем на водораздельном экотоне. Отряд Сoleoptera представлен пятью семействами (рис. 18).

Доминантным семейством является семейство Cantharidae с видами Cantharis sudetica, Rhagonycha limbata и. Для семейства Curculionidae - Phyllobius argeutatus, Otiorhynchus tatarchani, Otiorhynchus bideutatus, Zacladus geranii. Менее распространенными явились семейство Chrysomelidae с видами и родом Gastroidea viridula, Cryptocephalus sp. И семейство Coccinellidae с одним отмеченным здесь видом Coccinula quatuordecimpunctata.

Рис. 18. Структура населения семейств Coleoptera для ледникового экотона долины реки Птыш.

Нам удалось также проанализировать и структуру насекомых Hemiptera (рис. 19).

Рис. 19. Структура населения семейств Hemiptera для ледникового экотона долины реки Птыш.

Отряд Hemiptera представлен только одним семейством Miridae и единственным здесь родом Polimerus sp. Для наглядного сравнения нами был выбран именно этот тип диаграммы потому, что можно отметить, что более 70% особей находится на стадии личиночного развития.

Далее нами был рассмотрен преобладающий отряд Homoptera (рис. 20).

Рис. 20. Структура населения семейств Homoptera для ледникового экотона долины реки Птыш.

Единственным выделенным здесь семейством является семейство Cicadellidae. К сожалению, невозможно было определить даже род особей, но более 70% беспозвоночных являются взрослыми особями.

На рисунке 21 представлена структура отряда прямокрылых. Группа Orthoptera также малочисленна и представлена, в большей степени особями, которые находятся на личиночной стадии развития. Но все же нами было отмечено семейство Pamphagidae и определен вид - Nocaracris cyanipes или каменная кобылка, встречающаяся на альпийских лугах и скалистых участках с обилием мхов и лишайников. Местообитания каменной кобылки (Nocaracrus cyanipes) приурочены к альпийским коврам и каменистым пустошам у границ ледников на высотах 2800 - 3200 м. Следствием адаптаций прямокрылых к штормовым ветрам высокогорий является наличие бескрылых видов и форм с частично редуцированными крыльями.

Рис. 21. Структура населения семейств Orthoptera для ледникового экотона долины реки Птыш.

В принципе, существует вполне строгая закономерность дифференциации насекомых травяного покрова. По мере постепенного отступания ледника, происходит последовательное заселение освобожденной территории. Сначала появляется березы, как более устойчивая к неблагоприятным условиям порода, позже антропофитная растительность, а потом происходит распространение и насекомых, в прямой зависимости от растительных ассоциаций. Однако территориальные различия травянистой растительности по долине реки Птыш различны, что связано с временными процессами зарастания моренных отложений. В то же время, травянистая растительность данного ледникового экотона, имеет значительную схожесть по видовому составу с субальпийскими лугами на конусах выноса долины как донора видового разнообразия. Отсюда и зависимость в распространении беспозвоночных как ледниковых представителей - вид Nocaracris cyanipes, так и субальпийских - вид Coccinula quatuordecimpunctata или вид Zacladus geranii.

При характеристике антропогенной нарушенности, можно отметить, что она здесь отсутствует. Хотя представители антропофитов отмечены на донной морене долины реки и на конусах выноса, расположенных в непосредственной близости от самого ледника (рис. 22). Присутствие нтропофитной растительности объясняется их способностью к заселению территории после освобождения морен после схода ледника.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6