WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Подболоцкая Марина Владимировна ФАУНА И ЭКОЛОГИЯ ШМЕЛЕЙ (HYMENOPTERA, APIDAE: BOMBUS) СОЛОВЕЦКИХ ОСТРОВОВ 03.00.16 - экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Сыктывкар – 2009 2

Работа выполнена в лаборатории комплексного анализа наземной и космической информации для экологических целей Института экологических проблем Севера УрО РАН

Научный консультант: доктор биологических наук Болотов Иван Николаевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, доцент Юркина Елена Вениаминовна кандидат биологических наук, доцент Татаринов Андрей Геннадьевич Ведущее учреждение: Институт леса Карельского НЦ РАН

Защита состоится «_15_» апреля 2009 г. в 16.30 час. на заседании диссертационного совета Д.004.007.01 в Институте биологии Коми научного центра УрО РАН по адресу: 167982, ГСП-2, Республика Коми, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28.

Факс: (8212) 24-01-63; e-mail: dissovet@ib.komisc.ru.

Адрес сайта Института: http: // www.ib.komisc.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра УрО РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, Республика Коми, ул.

Коммунистическая, 24.

Автореферат разослан «_» _ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук А.Г. Кудяшева 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние десятилетия наблюдается резкий рост интереса к геозоологическим исследованиям, начавшийся за рубежом и постепенно проявляющийся в России. Данные по видовому разнообразию разных таксономических групп – удобный материал для различных экологических, биогеографических, палеогеографических и эволюционных обобщений (Панфилов, 1957; Чернов, 1991; Чернов, Пенев, 1993; и др.).

Северная Европа в силу неоднократного воздействия плейстоценовых материковых оледенений отличается аллохтонной и миграционной биотой и поэтому представляет собой уникальный модельный регион для изучения видового разнообразия. Однако в отношении отечественной экологии насекомых можно констатировать, что региональные исследования различных таксономических групп еще только начинаются (Татаринов, Долгин, 2001).

Шмели (род Bombus Latr.) являются типичными представителями энтомофауны северных регионов. В тундрах Евразии они составляют около 85-95% от общего числа особей Apoidea, в таежной зоне Европы и Западной Сибири – 55-70% (Панфилов, 1968) и поэтому играют значимую роль в функционировании экосистем в качестве основных опылителей энтомофильных растений. В настоящее время практически отсутствуют работы, посвященные структуре и видовому разнообразию топических комплексов шмелей Европейского Севера России. Исключение составляет ряд работ, в которых выполнен анализ локальных фаун шмелей отдельных пунктов региона. Первым опытом таких исследований служит работа А.С.

Скорикова (1922) по некоторым пунктам Ленинградской области, основанная на материалах начала ХХ в. Из более поздних можно отметить статьи Л.М.

Купчиковой (1954, 1960), в которых имеются данные по структуре топических комплексов шмелей отдельных пунктов средней тайги Республики Коми, а также материалы по экологии шмелей в условиях лесов Русской равнины (Колосова, Болотов, 2004; Болотов, Колосова, 2006;

Колосова, 2007). Изучение таксоценов шмелей в условиях островов представляет особый интерес, поскольку здесь действуют специфические механизмы, компенсирующие видовую обедненность фауны (Чернов, 2006).

Целью работы явилось изучение закономерностей формирования и многолетней динамики фауны и топических группировок шмелей на Соловецких островах под влиянием комплекса экологических и географических факторов.

Для достижения этой цели в процессе исследования решались следующие задачи:

1) провести анализ фауны и относительного обилия шмелей Соловецких островов в сопоставлении с другими регионами, предложить гипотезу о путях фауногенеза;

2) исследовать структуру и видовое разнообразие топических группировок шмелей в различных местообитаниях Соловецких островов, выявить общие закономерности формирования островных топических группировок шмелей, провести сравнение с близлежащими материковыми районами, изучить трофические связи шмелей с энтомофильными растениями;

3) разработать типологическую классификацию островных таксоценов шмелей;

4) оценить временную изменчивость таксоценов шмелей Соловецких островов и выявить экологические механизмы этого процесса.

Научная новизна. Впервые изучены фауна и экология шмелей Соловецкого архипелага. Предложена и обоснована гипотеза о путях формирования фауны шмелей архипелага в позднеледниковье – раннем голоцене. Согласно этой гипотезе, в течение пребореального периода Соловецкие острова были связаны с материком в районе Онежского полуострова, причем это соединение могло существовать не менее 1000 лет – по крайней мере, в (10-9 тыс. л.н.). Исследованы островные топические группировки шмелей (выявлен видовой состав, количественное соотношение между видами для основных типов местообитаний), оценено их видовое разнообразие. Оказалось, что видовое разнообразие топических группировок шмелей на Соловецких островах резко снижено по сравнению с материком.

Они насчитывают от 2 до 11 видов шмелей. В количественной структуре большинства группировок присутствуют виды с очень высоким относительным обилием, что можно рассматривать как один из экологических механизмов компенсации видовой обедненности фауны.

Впервые изучены трофические связи шмелей на Соловецких островах – здесь эти насекомые посещают 45 видов энтомофильных растений, относящихся к 12 семействам. Разработана типология островных таксоценов шмелей, позволяющая систематизировать данные о структуре различных топических группировок этих насекомых. Выделены два класса островных таксоценов – Jonelletum (преобладает B. jonellus) и Pascuoretum (преобладает B. pascuorum), включающих все варианты изученных группировок шмелей.

По обобщенным данным, класс Jonelletum представлен семью, а класс Pascuoretum – пятью вариантами таксоценов. Доказано, что условия местообитания в целом и состав фитоценоза в частности не всегда служат главными факторами, определяющими облик конкретных топических группировок. Сделан вывод о том, что в основе изменчивости топических группировок шмелей Соловецких островов лежит популяционная динамика двух доминирующих видов шмелей – B. jonellus и B. pascuorum, которые определяют облик конкретных топических группировок. При увеличении численности B. jonellus формируются топические группировки, принадлежащие к классу Jonelletum, а B. pascuorum – к классу Pascuoretum.

По материалам 6-летних мониторинговых исследований описан климатогенный механизм временной изменчивости компенсационных явлений в таксоценах шмелей на Большом Соловецком острове, связанных с динамикой обилия B. pascuorum и B. jonellus.

Практическая значимость. Результаты исследования использованы при разработке и реализации «Программы мониторинга природной среды Соловецкого архипелага на 2003-2007 годы» в рамках государственного контракта по заданию Соловецкого историко-архитектурного и природного музея-заповедника (Природная среда…, 2007). Разработана программа мониторинга шмелей Соловецких островов, включающая перечень ключевых участков для проведения учетов, сведения об оптимальной периодичности полевых работ и описание методик сбора, обработки и анализа данных.

Результаты работы используются в вузовских лекционных курсах «Зоология беспозвоночных», «Экология насекомых», «Экология и природопользование», при проведении полевых практик студентов на естественно-географическом факультете Поморского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Связь работы с научно-исследовательскими темами. Исследования проводились в рамках госбюджетных тем НИР Института экологических проблем Севера УрО РАН № 01.200.112818 (2001-2005 гг.) и № 01.2.06972 (2006-2008 гг.). Отдельные разделы диссертационной работы выполнялись при поддержке грантов РФФИ (№ 02-04-97505, 05-04-97508, 0704-00313) и ФЦП «Интеграция» (№ Э3033/1605).

Апробация работы. Основные положения диссертационного исследования доложены и обсуждены на 4-х международных совещаниях: V Ломоносовские международные научные чтения (Архангельск, 1993); VIII Ломоносовские международные научные чтения (Архангельск, 1996); межд.

конф. «Экология-2003» (Архангельск, 2003); межд. конф. «Экологическое образование и экологическая наука: сотрудничество и проблемы» (Архангельск, 2004), а также на 3-х всероссийских совещаниях:

всероссийское совещание «Мониторинг природной среды Соловецкого архипелага: предварительные результаты и дальнейшие перспективы» (Соловки, 2006), всероссийская конф. «Северные территории России:

проблемы и перспективы развития» (Архангельск, 2008) и III Всероссийская конференция «Мониторинг природной среды Соловецких островов» (Архангельск, 2008). Автор является лауреатом премии конкурса им.

М.В. Ломоносова научно-исследовательских и внедренческих работ по проблемам охраны окружающей среды Архангельской области (2000 год).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе одна статья в рецензируемом журнале перечня ВАК РФ и раздел коллективной монографии.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Основной текст изложен на 152 страницах, включая 28 таблиц и 29 рисунков. Список литературы содержит 129 работ, из них 28 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Физико-географическая характеристика Соловецких островов В главе обобщены имеющиеся сведения по физико-географическим особенностям Соловецких островов. Этот архипелаг расположен в югозападной части Белого моря при входе в Онежский залив. В его состав входят шесть относительно крупных островов (рис. 1).

Рис. 1. Обзорная карта Соловецких островов и основные ключевые участки полевых исследований () Соловецкой комплексной экспедиции.

Мощность земной коры и литосферы в районе островов минимальны по сравнению с материковыми территориями, а плотность кондуктивного теплового потока примерно в 2 раза выше. На севере и в центре острова Большой Соловецкий выделяются участки с повышенной теплообеспеченностью подстилающих пород ландшафтов и почв, к которым приурочены очаги растительности более южного облика, чем это ожидается при широтном положении острова (Шварцман, Болотов, 2005). Климат Соловецкого архипелага переходный от морского к континентальному.

Сильное влияние на него оказывает островное положение территории и влияние деятельности циклонов, что приводит к неустойчивости погоды и продолжительным сильным ветрам. Специфика ландшафтов островов связана с их расположением в зоне действия плейстоценовых материковых оледенений, в том числе и последнего – валдайского. Это также обусловило молодость и миграционный характер биоты. На островах были четко выражены основные послеледниковые гологенетические смены биоценозов, обусловленные глобальными изменениями климата в позднеледниковье – раннем голоцене.

Глава 2. Материалы и методики исследований В основу диссертации положены материалы, собранные автором в рамках Соловецкой комплексной экспедиции Института экологических проблем Севера УрО РАН и Поморского государственного университета им.

М.В. Ломоносова (Природная среда…, 2007). Полевые работы выполнялись в период с июня по август 2001-2006 гг. на островах Большой Соловецкий, Большая Муксалма, Большой Заяцкий и Анзерский (рис. 1). Основным методом полевых работ был вылов всех встреченных в исследуемых местообитаниях особей шмелей без выбора с помощью энтомологического сачка (Песенко, 1972, 1982; Татаринов, Долгин, 2001; Болотов, Подболоцкая, 2003; и др.). Метод позволяет получить случайные выборки, по которым можно обоснованно судить о соотношениях видов в составе группировок.

Основное внимание было уделено проведению сборов шмелей на местообитаниях в пределах 15 пунктов Соловецких островов, в том числе местообитания на Большом Соловецком острове, 4 – на острове Большая Муксалма, два – на Большом Заяцком острове и одно – на Анзерском острове. Для каждого местообитания сделана инструментальная координатная привязка (GPS). Дополнительные материалы были получены в результате маршрутных фаунистических исследований, во время которых также проводился безвыборочный вылов всех встреченных особей шмелей.

В целом по итогам 6-летних полевых исследований было собрано экз. шмелей, в том числе на Большом Соловецком острове 6748 экз., на острове Большая Муксалма 610 экз., на Большом Заяцком острове 449 экз. и на острове Анзерский – 152 экз. Из этой выборки для характеристики видового состава шмелей в пределах 15-ти географических пунктов было использовано 7375 экз. шмелей. Анализ структуры и разнообразия топических группировок шмелей в 30-ти местообитаниях основан на выборке объемом 6579 экз.. Исследование механизмов многолетней изменчивости островных таксоценов шмелей базируется только на сборах с территории Большого Соловецкого острова.

Между объемом выборки и числом видов шмелей во всех случаях прослеживается слабая или средней силы логарифмическая зависимость – коэффициент детерминации варьирует от 43 до 66 %. Различия в объемах выборки обусловлены следующими причинами: 1) разное обилие шмелей на конкретных участках архипелага и в разные годы; 2) различная по времени продолжительность сборов (эта причина особенно важна для островов Большая Муксалма и Анзерский, где сборы были проведены в одной или двух повторностях). В целом различия в объемах выборки оказывают значимое, но не определяющее влияние на число выявленных видов. К примеру, малое число видов может отмечаться как на участках с большими, так и малыми объемами сборов шмелей. Соответственно, главную роль в выявленной пространственной и временной изменчивости видового состава шмелей на Соловецком архипелаге играют иные факторы, а именно параметры природной среды. Все вышеперечисленное позволяет считать полученные материалы пригодными для корректного анализа фауны и экологии шмелей исследуемой территории.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»