Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
биологических наук. Москва, 2015. — 43 с.
Специальность 03.02.08 – Экология (биологические науки)
Работа выполнена в лаборатории изучения экологических функций почв Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института
проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН
Цель исследования:
Выявить факторы и механизмы восстановления сообществ мезопедобионтов после пожаров в лесах бореальной зоны.
Научная новизна:
Количественно оценена роль источников формирования сообществ почвенных животных после пожаров: окружающих ненарушенных биотопов и перфугиумов внутри нарушенных экосистем, возникающих за счет их естественной неоднородности. Установлено значение малонарушенных участков почвенного покрова (коридоров) для миграции на гари из окружающего ненарушенного леса мезопедобионтов со слабой расселительной способностью. Показано, что пространственная изоляция малонарушенных участков снижает возможность проникновения таких групп на гари. Количественно оценена роль неоднородности почвенной среды в формировании сообществ почвенных животных на гарях. Благодаря примененным впервые в нашей стране в области почвенной зоологии методам геостатистики оценены размеры кластеров высокой численности и разнообразия почвенных животных на гарях. Показано, что размер кластеров высокой численности и разнообразия определяется пятнами почвенных факторов соответствующего размера при совпадении их в пространстве. Показано, что размеры гарей не являются определяющим фактором восстановления численности и разнообразия сообществ мезопедобионтов. Разработана концепция перфугиумов – локально ненарушенных участков экосистем в пределах крупных нарушений, которые служат источниками формирования сообществ почвенной фауны после нарушений. В перфугиумах на гарях численность мезопедобионтов может во много раз превышать таковую на остальной территории гари и соответствовать показателям окружающего ненарушенного леса. В результате в значительной степени решена научная проблема выявления факторов, влияющих на формирование сообществ педобионтов на гарях, и механизмов, за счет которых этот процесс реализуется.
Практическая значимость работы
Выделены стадии восстановления почвенной фауны в бореальной зоне Европы, что позволяет использовать ее в качестве биоиндикатора послепожарного состояния экосистем. Неоднородный характер гарей, формирующий мозаичный рисунок распределения почвенных беспозвоночных, позволяет улучшить методы рекультивации нарушенных территорий. Предложен ряд рекомендаций по оптимизации использования локальной неоднородности почвенного покрова для улучшения эффективности лесовосстановительных работ. Показана важность естественных пожаров по сравнению с выжиганием вырубок в поддержании регионального биоразнообразия почвенной фауны. Материалы диссертации используются при чтении курсов «Экология с основами биогеографии», «Биоиндикация и биомониторинг», «Биология и биогеография почв» на географическом факультете МГУ. Результаты работ использованы при разработке Федеральной целевой программы «Разработка масс-спектрометрических методов оценки функционального разнообразия почвенных животных и его роли в поддержании устойчивости экосистем» (№ 2011-1.5-2.5-ИР1).
Специальность 03.02.08 – Экология (биологические науки)
Работа выполнена в лаборатории изучения экологических функций почв Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института
проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН
Цель исследования:
Выявить факторы и механизмы восстановления сообществ мезопедобионтов после пожаров в лесах бореальной зоны.
Научная новизна:
Количественно оценена роль источников формирования сообществ почвенных животных после пожаров: окружающих ненарушенных биотопов и перфугиумов внутри нарушенных экосистем, возникающих за счет их естественной неоднородности. Установлено значение малонарушенных участков почвенного покрова (коридоров) для миграции на гари из окружающего ненарушенного леса мезопедобионтов со слабой расселительной способностью. Показано, что пространственная изоляция малонарушенных участков снижает возможность проникновения таких групп на гари. Количественно оценена роль неоднородности почвенной среды в формировании сообществ почвенных животных на гарях. Благодаря примененным впервые в нашей стране в области почвенной зоологии методам геостатистики оценены размеры кластеров высокой численности и разнообразия почвенных животных на гарях. Показано, что размер кластеров высокой численности и разнообразия определяется пятнами почвенных факторов соответствующего размера при совпадении их в пространстве. Показано, что размеры гарей не являются определяющим фактором восстановления численности и разнообразия сообществ мезопедобионтов. Разработана концепция перфугиумов – локально ненарушенных участков экосистем в пределах крупных нарушений, которые служат источниками формирования сообществ почвенной фауны после нарушений. В перфугиумах на гарях численность мезопедобионтов может во много раз превышать таковую на остальной территории гари и соответствовать показателям окружающего ненарушенного леса. В результате в значительной степени решена научная проблема выявления факторов, влияющих на формирование сообществ педобионтов на гарях, и механизмов, за счет которых этот процесс реализуется.
Практическая значимость работы
Выделены стадии восстановления почвенной фауны в бореальной зоне Европы, что позволяет использовать ее в качестве биоиндикатора послепожарного состояния экосистем. Неоднородный характер гарей, формирующий мозаичный рисунок распределения почвенных беспозвоночных, позволяет улучшить методы рекультивации нарушенных территорий. Предложен ряд рекомендаций по оптимизации использования локальной неоднородности почвенного покрова для улучшения эффективности лесовосстановительных работ. Показана важность естественных пожаров по сравнению с выжиганием вырубок в поддержании регионального биоразнообразия почвенной фауны. Материалы диссертации используются при чтении курсов «Экология с основами биогеографии», «Биоиндикация и биомониторинг», «Биология и биогеография почв» на географическом факультете МГУ. Результаты работ использованы при разработке Федеральной целевой программы «Разработка масс-спектрометрических методов оценки функционального разнообразия почвенных животных и его роли в поддержании устойчивости экосистем» (№ 2011-1.5-2.5-ИР1).