Роль почвенных беспозвоночных в деструкции органического вещества лесных экосистем Енисейского меридиана (31.08.2009)

Автор: Безкоровайная Ирина Николаевна

Влияние эдафо-климатических условий на участие почвенных сапрофагов в деструкционных процессах изучалось в полевых экспериментах (метод изоляции растительного материала в капроновых мешочках) на криоземах лиственничника голубично-зеленомошного и ельника сфагнового в лесотундре и на серых почвах сосняка разнотравно-осочкового, ельника мелкотравно-зеленомошного, березняка орляково-разнотравного и осинника орляково-разнотравного южной тайги.

Эксперименты показали, что из основных фракций лесных подстилок быстрее других в трансформацию вовлекаются листья и трава, затем следуют хвоя лиственницы и сосны. Снижение массы этих фракций, благодаря активности беспозвоночных, составило 23-53%. Менее активно разлагается хвоя ели – всего 8% хвои трансформируется при непосредственном участии сапрофагов. Изменение массы фитодетрита из ферментативного подгоризонта подстилок южнотаежных местообитаний (31-53%) обусловлено высокой активностью сапрофагов, а именно дождевых червей. В условиях лесотундры не более 10% массы слоя ферментации подстилок трансформируется беспозвоночными-деструкторами. Ветки, шишки, кора и корневой детрит представляют собой достаточно инертный для биотрансформации материал: не более 10% этих фракций разлагается за счет деятельности беспозвоночных.

Как показали эксперименты, ежегодно в лесных экосистемах лесотундры и южной тайги почвенными сапрофагами в деструкцию вовлекается соответственно 41-133 г/м2 и 61-232 г/м2 фитодетрита, что составляет, вне зональной зависимости, от 12 до 54% потери его при разложении (рис. 10). Близкие значения массы ОВ вовлеченной в деструкцию беспозвоночными локальных лесных экосистем севера и юга, свидетельствуют о том, что, несмотря на суровые климатические условия криогенных местообитаний, в короткий период вегетации в них складываются достаточно благоприятные условия для активной реализации эколого-трофических функций эдафона.

Рис. 10. Количество фитодетрита, вовлекаемого почвенной биотой в деструкцию. Лесотундра: фитодетрит = подстилка+корневой детрит; южная тайга: фитодетрит =подстилка.

Таким образом, вне зависимости от условий разложения, вклад беспозвоночных-деструкторов в трансформацию разлагающегося материала детерминируется, прежде всего, его качеством. Степень участия отдельных представителей почвенной биоты в деструкционных процессах, а также механизмы

ее функционирования вдоль широтного градиента различны. Исходя из эколого-трофической структуры эдафона, можно предположить, что в лесных экосистемах севера участие почвенных беспозвоночных в деструкции органического вещества осуществляется, прежде всего, через метабиотические связи микроартропод и микрофлоры. Для лесных экосистем южной тайги характерен более высокий уровень активности всего комплекса организмов-деструкторов, что обеспечивает большую скорость биологического круговорота по сравнению с экосистемами севера.

5.2. Оценка роли почвенных беспозвоночных в деструкции органического вещества в лесных экосистемах

Фоновой характеристикой участия того или иного компонента экосистем в биологическом круговороте служит распределение химических элементов в биомассе отдельных компонентов экосистем суши.

Анализ содержания углерода и азота показал, что биомасса крупных беспозвоночных и количество аккумулированных в ней элементов на несколько порядков ниже, чем те же показатели для растений и микроорганизмов. При движении с севера на юг отношение углерода и азота, закрепленных в зоомассе, к таковым в надземной фитомассе меняется неравномерно и составляет для лесотундры соответственно 8·10-5 и 3·10-3, для северной тайги 1·10-4 и 3·10-3, для средней 7·10-6 и 4·10-4, для южной тайги 3·10-4 и 3·10-2 (табл. 2). Отношение биогенов зоо- и микробобиомассы в этом направлении равномерно расширяется за счет увеличения роли зоомассы в закреплении элементов и составляет 4·10-4 для лесотундры, 1·10-3 северной тайги, 8·10-3 средней тайги и 2·10-2 для южной тайги.

Отсутствует значимая связь аккумулированных в сапрофагах биогенов от их запасов в фитодетрите, являющимся пищевым субстратом для почвенных деструкторов. Количество депонированных в почвенной зоомассе элементов детерминируется обилием отдельных групп беспозвоночных и обусловлено, прежде всего, почвено-климатическими условиями, независимо от их запасов в пище.

Важным показателем прямого вклада животных в биологический круговорот, кроме их биомассы и запаса в ней биогенных элементов является величина и интенсивность потока биогенных элементов через их популяции посредством пищевой активности.

Для расчета долевого участия крупных сапрофагов лесных экосистем трансекта в вовлечении в деструкционные процессы фитодетрита, включая корневой материал, мы использовали имеющиеся у нас и опубликованные материалы по пищевому рациону дождевых червей, энхитреид, диплопод и

Таблица 2. Запасы углерода и азота в основных компонентах лесных экосистем Енисейского трансекта, г/м2.

Компоненты Лесотундра Северная тайга Средняя тайга Южная тайга

Лиственничники Ельники Лиственничники Сосняки Сосняки** Березняки

Криоземы Подбуры Подзолы Серые почвы

С N С N С N С N С N С N

Фитомасса надземная

Корни живые

Подстилка

Корневой детрит

Почва (0-20см) 1991

8200 9.2

212.3 2274

3639 19.1

98.9 2933

2518 18.3

212 4668

554 15.0

424 10690

3060 28.9

489 7061

4910 17.4

Микробная биомасса

Общая зоомасса

Сапрофаги

Фито- и миксофаги

Зоофаги 354.2

0.086 63.3

0.016 568.2


загрузка...