УДК 631.467 + 502.55
Изучение почвенной мезофауны целинных степей с целью биоиндикации загрязнения почв тяжелыми металлами
Смирнов Ю.Б.
НИИ биологии Днепропетровского госуниверситета, г. Днепропетровск, Украина
Наши почвенно-зоологические исследования проведены на участках целинной степи, расположенных на вершине пологого водораздельного плато, между рекой Самарой и балкой Сороковушкой, проходящей вдоль юго-восточной окраины села Андреевка Новомосковского района Днепропетровской области.
Почвенная мезофауна целинной степи приводораздельного ландшафта р. Самары-Днепровской включает более 20 видов и характеризуется исключительно ксерофильными формами. В весенне-летний период суммарная биомасса почвообитающих беспозвоночных составляет в среднем 26 - 28 г/м2. Семейство люмбрицид представлено только степным видом Aporrectodea r. rosea (Sav.). Численность дождевых червей в указанный период составила более 80 экз/м2. Класс Myriapoda представлен всеми группами, но наиболее многочисленны губоногие 6,67 экз/м2, а численность двупарноногих - 0,67 экз/м2. Из фитофагов доминируют личинки щелкунов: Agriotes gurgistanus (Fald.) - 22,66 экз/м2, Selatosomus latus (F.) - 7,33 экз/м2 и другие.
Сравнительный анализ соотношения трофических групп животных показал, что доминирующими являются сапрофаги - 57,5%, численность фитофагов и хищников составляет 32,6 и 6,1% соответственно.
Исследования содержания зольных элементов в тканях геобионтов и почве показали, что основным поставщиком металлов является верхний горизонт почвы (0 - 20 см), с увеличением глубины, механического состава, водопроницаемости и содержания гумуса концентрации большинства биогенных и абиогенных элементов снижаются. Так, например, марганец и железо сконцентрированы на глубине 10-20 см в количестве 198,1 и 2218,8 мг/кг соответственно. Марганец является показателем процессов гумусообразования, а железо, сопутствующий макроэлемент, один из необходимых в минеральном питании растений, всегда находится в почве. Для животных эти элементы также необходимы, но в значительно меньших концентрациях и в определенных количествах могут быть даже ядовитыми. Основными кумулянтами этих элементов являются дождевые черви и некоторые личинки насекомых (копрофаги и фитофаги), такие как Geotrupes stercorarius (Scriba), Rhizotrogus aequinoctialis (Hrbst.) и некоторые другие. Особо токсичные элементы Cd, Pb и металлы, привнесенные в почву в результате деятельности человека. Ni, Zn также сконцентрированы в гумусовом горизонте, что говорит об атмосферном загрязнении. В почве заповедной степи Cd не обнаружен, что свидетельствует о его концентрациях в почве ниже аналитической чувствительности прибора. В тканях ювенильных дождевых червей Cd содержится в пределах 1,5 - 3,2 мг/кг сухой массы. Питаясь почвенным перегноем, черви аккумулируют многие элементы, в том числе и токсичные. Поэтому этих животных целесообразно использовать в качестве биоиндикаторов загрязнения окружающей среды. Свинец аккумулируется только в личинках щелкуна Agriotes gurgistanus (Fald.), в 2 раза превышает его концентрацию в почве, а остальные животные содержат его в тканях на уровне почвы (дождевые черви) или в 5-8 раз ниже.
Таким образом, комплекс почвообитающих беспозвоночных целинной степи складывается в основном из степных, ксерофильных форм, представленных 20-23 видами. Численность и биомасса этого комплекса находятся в прямой зависимости от атмосферного увлажнения. Основная масса животных этого биотопа сосредоточена в верхних почвенных горизонтах, где содержание гумуса составляет 3,68-5,16% и много растительных остатков, необходимых для питания фитофагов и сапрофагов.
Микроэлементный состав почвенных беспозвоночных целинной степи зависит от присутствия тяжелых металлов в почвенных горизонтах. Основными биоиндикаторами загрязнения почв степных биотопов можно считать дождевых червей Aporrectodea rosea, так как необнаруживаемый инструментальными методами кадмий в почве хорошо концентрируется в тканях этого вида. Это свидетельствует о наличии небольших концентраций кадмия в почве, очевидно привнесенного автотранспортом. Концентраторами свинца на степных участках являются люмбрициды, мертвоеды, личинки щелкуна Agriotes gurgistanus.
Опубликовано на стр. 397-398.