169558 (Микростациальное распределение насекомых в среднетаежных лесах Койгородского района республики Коми)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СЫКТЫВКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ЭКОЛОГИИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

Микростациальное распределение насекомых в среднетаежных лесах Койгородского района республики Коми

Научный руководитель:

к.б.н., доцент Колесникова А.А.

Исполнитель:

Студентка 244 группы Рыжко О.

Сыктывкар, 2010

ВВЕДЕНИЕ

1. Обзор литературы

1.1 Местообитания насекомых в среднетаежных лесах

1.1.1 Почва как местообитание насекомых

1.1.2 Гниющая древесина как местообитание насекомых

1.1.3 Дереворазлагающие грибы как местообитание насекомых

1.2 Особенности энтомокомплексов в среднетаежных лесах

1.2.1 Представленность насекомых

1.2.2 Комплексы насекомых – педобионтов

1.2.3 Комплексы насекомых – ксилобионтов

1.2.4 Комплексы насекомых – мицетобионтов

2. Район исследования

2.1 Физико-географические условия Койгородского района

2.2 Характеристика исследуемых участков

3. Материал и методы исследования насекомых в лесных биоценозах

3.1 Учет почвообитающих насекомых

3.2 Учет ксилобионтных насекомых

3.3 Учет мицетобионтных насекомых

3.4 Статистические методы обработки данных

4. Результаты исследования

4.1 Состав и структура энтомокомплексов в лесных биоценозах

4.1.1 Комплексы насекомых – педобионтов

4.1.2 Комплексы насекомых – ксилобионтов

4.1.3 Комплексы насекомых – мицетобионтов

4.2 Численность насекомых в лесных биоценозах

4.2.1 Комплексы насекомых – педобионтов

4.2.2 Комплексы насекомых – ксилобионтов

4.2.3 Комплексы насекомых – мицетобионтов

Заключение

Выводы

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Лесной биоценоз – это сообщество деревьев, кустарников, травянистой растительности, почвы, животных и других организмов, которые находятся в постоянной взаимосвязи. Одним из важнейших компонентов лесных биоценозов являются почва, гниющая древесина и дереворазрушающие грибы. Закономерности эволюции лесных сообществ насекомых сформулированы следующим образом. Переход насекомых, изначально входивших в состав сапрофильного комплекса, в новые среды обитания сопровождался модификацией примитивных пищевых связей типа сапрофагии в мицетофагию. На основе пищевых связей насекомых с грибами происходило формирование гетеротрофного блока в подстилке и почве. В процессе освоения древесины трофические связи с грибами у многих насекомых модифицировались в симбиотические. На основе разнообразных взаимоотношений насекомых с грибами сформировалось мицетофильное сообщество. Одним из самых молодых в его составе оказался комплекс насекомых – обитателей плодовых тел грибов (Красуцкий, 2005).

Насекомые в среднетаежных лесах Республики Коми обладают высоким видовым и экологическим разнообразием, заселяют различные местообитания. Несмотря на множество фаунистических работ (Колесникова, 2005; Татаринова и др., 2007; Таскаева, Долгин, 2008) комплексные экологические исследования насекомых в регионе находятся на начальном этапе своего развития. Поэтому почва, гниющая древесина и дереворазлагающие грибы как местообитания насекомых на данный момент времени изучены недостаточно. Более глубокое изучение этих систем должно привести к расширению знаний о динамике численности и структуры комплексов насекомых, данных микростаций и о биоценотической роли конкретных видов, к открытию новых для науки видов, к выявлению и определению численности насекомых – вредителей лесов. Последнее должно быть приоритетной целью, так как результаты подобных работ будут учтены в организации и ведении лесопатологического обследования и мониторинга.

Цель данной работы состоит в том, чтобы определить микростациальное распределение насекомых в среднетаежных лесах Койгородского района Республики Коми. В соответствии с целью были поставлены задачи:

1. определить состав и структуру энтомокомплексов подстилки, древесины и дереворазлагающих грибов в лесах;

2. выявить доминантные виды насекомых среди педо-, ксило- и мицетобионтов;

3. оценить численность энтомокомплексов подстилки, древесины и дереворазлагающих грибов в лесах.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Местообитания насекомых в среднетаежных лесах

Насекомые в среднетаежных лесах населяют разнообразные местообитания или микростации. Энтомологическая фауна в лесах формировалась под влиянием лесной среды, которая очень неоднородна. Даже на сравнительно небольшой площади в лесу встречаются многочисленные варианты микроклимата, неоднородны лесная подстилка и почва, различен видовой состав древесной и травянистой растительности.

Подпологовая среда леса меняется в зависимости от изменения отдельных элементов насаждений: состава древесных и кустарниковых пород, их сомкнутости кронами, возрастной структуры насаждения, его происхождения и бонитета. Насекомые тонко реагируют на изменение лесной среды, которая определяет их распространение в лесах. Тип леса характеризует в конечном итоге специфику местообитания, а следовательно, и условия для существования каждого организма, входящего составной частью в общий комплекс. В пределах типа леса условия жизни все же неоднородны. Эта неоднородность связана с изменениями подпологовой среды. Поэтому для каждого вида насекомого обычно выделяют его излюбленные местообитания, получившие в экологии название стаций. Стацией может быть весь тип леса или какая-то часть его, представленная конкретным насаждением. Стация всегда характеризуется определенным режимом подпологовой среды, который отвечает всей сумме факторов, необходимых для жизни популяции данного вида. При этом на разных фазах развития насекомого требования к условиям подпологовой среды могут меняться, что обусловливает динамичность насекомых в лесу, их постоянные перемещения и мозаичность распределения в насаждениях. Знание стациального распределения отдельных видов лесных насекомых дает возможность их быстро обнаружить, вести постоянные наблюдения за их численностью и управлять ею путем лесохозяйственных мероприятий, изменяющих среду обитания.

1.2 Почва как местообитание насекомых

Для многих групп насекомых почва исторически является той промежуточной средой, с помощью которой осуществлялся переход от водного к наземному образу жизни. Обитание животных в почвенной среде определяется следующими условиями:

1. Общие физические свойства.

Плотность почвы (d_v) – это масса (m) единицы объема (v) абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении, и выраженная в граммах на кубический сантиметр:

d_v=m\v

От плотности почвы зависят поглощение влаги, воздухообмен в почве, жизнедеятельность организмов и развитие корневых систем растений.

Пористость (или скважность) почвы — это суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Чем структурнее почва, тем больше общая пористость. Размеры пор, в совокупности образующих общую пористость почвы, варьируют от тончайших капилляров до более крупных промежутков, которые не обладают капиллярными свойствами. Поэтому наряду с общей пористостью различают еще капиллярную и некапиллярную пористость почвы. Капиллярная пористость характерна для ненарушенных суглинистых почв, а некапиллярная — для структурных и рыхлых почв. Поры бывают заполнены водой или воздухом. Капиллярные поры обеспечивают водоудерживающую способность почвы, от них зависит запас доступной для растений влаги. Некапиллярные поры увеличивают водопроницаемость и воздухообмен. Устойчивый запас влаги в почве при одновременном хорошем воздухообмене создается в том случае, когда некапиллярная пористость составляет 55...65 % общей пористости. Пористость почвы обеспечивает передвижение воды в почве, водопроницаемость и водоподъемную способность, влагоемкость и воздухоемкость. От пористости в значительной степени зависит плодородие почв.

2. Водные свойства почв

Водопроницаемость — способность почвы пропускать через себя определенное количество воды. Почвы считаются хорошо проницаемыми, когда вода в течение первого часа проникает в почву на глубину до 15 см.

Влагоемкость — способность почвы удерживать определенное количество воды. Количество воды, удерживаемое почвой, неодинаково и зависит от гранулометрического состава, содержания гумуса, состава солей и поглощенных катионов. Высокая влагоемкость характерна для глинистых почв, богатых коллоидами, и для почв с высоким содержанием гумуса. Почвы, содержащие известь, хлориды и нитраты, имеют высокую влагоемкость. Самая низкая влагоемкость характерна для песчаных малогумусных почв.

В зависимости от сил, которые удерживают воду в почве, различают максимально-молекулярную, капиллярную, наименьшую (предельную полевую) и полную влагоемкость.

Испаряющая способность — еще одно важное свойство почвы. Восходящий подъем характерен не только для капиллярно-подпертой влаги, связанной с грунтовой водой, но и для капиллярно-подвешенной. Глинистые и суглинистые бесструктурные почвы, в которых преобладают капиллярные поры, теряют много воды на испарение. Испарение влаги возрастает с увеличением скорости ветра, сухости воздуха и его температуры. Южные склоны теряют больше воды, чем северные.

3. Воздушный режим почв.

В почвенном воздухе по сравнению с атмосферным меньше кислорода и больше диоксида углерода. В атмосферном воздухе содержание азота составляет 78 % (по объему), кислорода – 21, диоксида углерода – 0.03, а в почвенном воздухе азота – 78-80, кислорода – 5-20, диоксида углерода 0.1-15 %. Состав атмосферного воздуха довольно постоянный, а в почвенном воздухе содержание О₂ и СО₂ может сильно колебаться. Почвенный воздух находится в трех состояниях: свободном, адсорбированном и растворенном. Свободный воздух находится в крупных порах почвы. Эти поры обеспечивают постоянную аэрацию почвы, наибольшую подвижность и доступность воздуха. В тонких капиллярах подвижность воздуха падает по мере уменьшения их диаметра. Адсорбированный почвенный воздух удерживается поверхностью твердых частиц почвы. Газы адсорбируются в зависимости от свойств молекул в такой последовательности: азот < кислород < диоксид углерода < аммиак. Сухие почвы содержат наибольшее количество адсорбированного воздуха. Растворенный почвенный воздух состоит из газов, имеющих различную растворимость в воде. Хорошо растворяются аммиак, сероводород, диоксид углерода. Растворимость кислорода небольшая, но он поддерживает окислительные свойства почвенного раствора.

Воздухоемкость — способность почвы содержать определенное количество воздуха. Воздухоемкость зависит от пористости и влажности почвы. Чем больше пористость, тем выше воздухоемкость. С увеличением влажности почвы уменьшается воздухоемкость, а при полном насыщении всех пор водой присутствует только растворенный воздух.

Воздухопроницаемость — способность почвы пропускать через себя воздух. Она зависит от гранулометрического состава, структуры почвы и объема пор между агрегатами. Чем больше воздухопроницаемость, тем лучше газообмен и выше содержание кислорода в почвенном воздухе.

Газообмен почвенного воздуха с атмосферным происходит под действием ветра, диффузии, изменения температуры и давления, а гакже в результате изменения количества влаги в почве при выпадении осадков, орошении и испарении.

Воздушный режим почв включает все процессы поступления воздуха в почву, передвижения, изменения состава и газообмена почвенного воздуха с атмосферным.

4. Тепловой режим

Совокупность явлений поступления, переноса, аккумуляции и отдачи тепла называется тепловым режимом почвы. Количество лучистой энергии, поступающей в почву, зависит от географического положения территории, а также от свойств верхних слоев почвы — окраски, гранулометрического состава, содержания влаги, структуры и других физических свойств.

Теплопоглотительная способность характеризуется показателем альбедо – количеством солнечной радиации, отраженным поверхностью почвы и выраженным в процентах к солнечной радиации, достигающей поверхности почвы. Чем меньше альбедо, тем больше солнечного тепла поглощает почва. Темные почвы с высоким содержанием гумуса поглощают больше тепла, чем светлоокращенные, влажные – больше, чем сухие.

Теплоемкость – свойство почвы поглощать определенное количество тепла. Теплоемкость почвы зависит от минералогического и гранулометрического состава, содержания гумуса, влажности, пористости и воздухоемкости. Чем влажнее почва, тем больше тепла требуется для ее нагревания. Песчаные почвы теплее глинистых и суглинистых. У них низкая влагоемкость, а из-за плохой испаряющей способности они слабее охлаждаются.

Теплопроводность – способность почвы проводить тепло. Тепло в почве передается через твердые частицы, а также через воду и воздух. Наименьшей теплопроводностью обладают воздух и гумус, несколько лучшей – вода, наибольшей – минеральная часть почвы. Чем больше в почве гумуса и пор, заполненных воздухом, тем меньше она проводит тепла, тем дольше удерживается в почве солнечная энергия.

Тепловой режим почв формируется под влиянием потока солнечной радиации и условий увлажнения. Показателем теплового режима служит температура почвы. Она зависит от климата, рельефа, свойств почвы, растительного и снежного покрова. Различные элементы рельефа получают неодинаковое количество тепла. Самые теплые – южные склоны, затем следуют западные, восточные, а наиболее холодные – северные. Растительный покров уменьшает нагревание почвы в летний период, а в холодное время года способствует накоплению снега и сохранению тепла. Снежный покров предохраняет почву от воздействия низких температур воздуха.