Как вырубки леса и рекреация меняют разнообразие почвенных беспозвоночных
Новое исследование, проведённое специалистами Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН в лесах Тверской области, показало, что при разных типах лесопользования общая численность почвенных беспозвоночных может оставаться неизменной, тогда как структура их сообществ радикально меняется. Результаты исследования опубликованы в журнале Diversity.
При преобразовании коренных лесов сдвигаются сроки развития беспозвоночных, возрастает доля хищных форм и снижается роль сапрофагов, что указывает на скрытую дестабилизацию функционирования почвенных экосистем.
Почвенные беспозвоночные — часто незаметные, но ключевые «инженеры» экосистем. Они разлагают опавшие листья, участвуют в формировании плодородия, регулируют численность микроорганизмов и других животных и служат пищей для многих видов. Разные группы выполняют разные роли: сапрофаги (например, дождевые черви и диплоподы) ускоряют разложение подстилки, а хищники (пауки, жужелицы, хищные многоножки) контролируют численность других беспозвоночных. Даже умеренные изменения лесных экосистем способны сдвигать не только набор видов, но и «распределение ролей» в почвенном сообществе.
Исследователи ИПЭЭ РАН изучили, как меняются таксономическое и функциональное разнообразие крупных почвенных беспозвоночных (макрофауны) в лесах средней полосы при разных типах лесопользования. Сравнивали пять вариантов: коренные еловые леса с дубом (заповедник), схожие леса с рекреационной нагрузкой, еловые посадки на месте давно сведённых лесов, вторичные елово-березовые леса и свежие сплошные рубки.
Схема иерархической модели исследования. А — пять изучаемых типов фитоценозов: 1 — малонарушенные участки хвойно-широколиственных неморальных лесов; 2 — хвойно-широколиственные леса под влиянием рекреационной нагрузки; 3 — монокультурные еловые посадки; 4 — вторичные березняки с подростом ели; 5 — молодые берёзовые леса на месте вырубок хвойно-широколиственных лесов. Б — cхема расположения пробных площадей внутри одного типа фитоценозов
Общее число найденных беспозвоночных между типами леса существенно не различалось, а в рекреационных лесах даже было немного выше. Однако состав сообществ менялся резко. В нарушенных лесах (вырубки, рекреационные и вторичные участки) возрастала доля активно перемещающихся по поверхности почвы взрослых животных и особенно хищников. Напротив, в нетронутых лесах и еловых монокультурах стабильно преобладали неполовозрелые сапрофаги и фитофаги. Наблюдаемый сдвиг в сторону хищников может свидетельствовать о перестройке трофических связей и снижении устойчивости экосистемы. Различия в возрастной структуре, вероятно, связаны с изменениями сроков метаморфоза из-за более раннего прогрева почвы в более открытых и часто лишённых лесной подстилки нарушенных экосистемах.
Ключевыми факторами, определяющими состав макрофауны, оказались мощность, качество и количество подстилки. При этом кислотность почвы (pH) и активность микроорганизмов не играли решающей роли. Неожиданно еловые монокультуры оказались наиболее близки к коренным лесам по таксономическому составу — вероятно, из-за сходных условий, формируемых подстилкой с доминированием еловой хвои.
«Наше исследование показывает, что оценивать здоровье леса только по численным показателям — ошибочная стратегия. Гораздо важнее понимать, кто именно живет в почве и какие функции выполняет. Для эффективного мониторинга и сохранения лесных экосистем необходимо смещать фокус с учёта обилия на анализ таксономического и функционального разнообразия почвенной фауны», — прокомментировала руководитель проекта, научный сотрудник ИПЭЭ РАН Ксения Дудова.
Работа выполнена в рамках проекта РНФ No. 23-74-01143.
Источник: ИПЭЭ РАН.
