Почвенная мезофауна

Почвенная фауна, в частности комплекс крупных беспозвоночных животных (размерная группа «мезофауна») - один из ключевых показателей наземных экосистем. Во многих исследованиях показана ведущая роль почвенных сапрофагов как первичных деструкторов растительного опада. Установлены тесные связи между функционированием населения беспозвоночных и почвенным плодородием, продуктивностью и устойчивостью экосистем. Элиминация комплекса педобионтов (беспозвоночные, обитающие в почве) приводит к замедлению скорости разложения органического материала, накоплению на поверхности почвы неперерабатываемого опада и лимитированию циклов биогенов. Это, в свою очередь, снижает первичную продукцию и устойчивость лесных экосистем.

Техногенные эмиссии тяжелых металлов на фоне подкисления среды оказывают ингибирующее действие на почвенную мезофауну, вызывают уменьшение обилия и разнообразия педобионтов. Величины уменьшения обилия колеблются от 2 раз до 1-2 порядков. Менее сильное воздействие оказывают выбросы, содержащие либо только тяжелые металлы, либо только оксиды серы и азота. Аналогичное по величине сокращение численности и видового разнообразия педобионтов отмечается в условиях фтористого загрязнения. Наиболее чувствительной группой оказываются дождевые черви и другие крупные сапрофаги. Причинами этого могут быть высокая проницаемость покровов для токсичных соединений, длительное время индивидуального развития, питание депонирующими тяжелые металлы средами (почва, подстилка), увеличенный поток токсикантов в организм из-за низкой эффективности усвоения пищи.

В случае загрязнения почвы органическими соединениями (предприятия нефтехимии, искусственного волокна и пр.), хотя и отмечается уменьшение общего обилия педобионтов, существенного подавления нет. При этом имеют место перестройки таксономической и трофической структур, может наблюдаться увеличение численности некоторых групп, например, дождевых червей. Аналогичная ситуация складывается при загрязнении почвы кальцийсодержащей пылью, где изменения затрагивают в основном структуру доминирования сообществ.

Можно отметить определенное сходство реакций населения почвенных беспозвоночных в разных географических зонах и ландшафтах и на разные виды загрязнения. Основные проявления на уровне сообществ этих реакций следующие:

уменьшение общего обилия (плотности особей и биомассы);

снижение таксономического разнообразия;

возрастание доли эвритопных видов;

увеличение пространственной неоднородности и смещение плотности в более низкие горизонты почвы;

изменение трофической структуры в сторону уменьшения доли сапрофагов и увеличения доли фитофагов.

Население беспозвоночных травостоя

Беспозвоночные-хортобионты - один из наиболее обильных компонентов животного населения надземных ярусов, теснее других связанный с высшей растительностью. Тем самым они представляют удобный объект для анализа действия поллютантов на систему типа “паразит-хозяин”.

Многочисленные исследования показали, что газообразные поллютанты вызывают различные физиологические и биохимические сдвиги у растений: нарушают водный баланс тканей, стимулируют образование первичных (свободные аминокислоты, белки, органические кислоты, редуцирующие сахара) и вторичных (фенолы, изофлавоноиды) метаболитов, изменяют структуру поверхности листовых пластинок, модифицируют гормональный статус и т.д. Отмеченные изменения существенным образом сказываются на судьбе насекомых. В экспериментальных работах показано, что фумигация (окуривание) растений газообразными поллютантами делает их более привлекательными для фитофагов, увеличивает плодовитость и скорость их роста.

Обычно увеличена плотность грызущих и сосущих фитофагов в травостоях возле автодорог. Основным фактором стимуляции признается увеличение концентрации важнейшего для фитофагов элемента, всегда находящегося в дефиците, - азота (прежде всего свободных аминокислот). Это наиболее типичная реакция растительного организма на любые стрессовые ситуации.

В то же время в ряде случаев отмечаются увеличение смертности и снижение плодовитости фитофагов при питании листьями с большим содержанием фторидов, серы и тяжелых металлов, что ведет к снижению численности возле источников выбросов. Нельзя исключить также прямое токсическое действие поллютантов на насекомых