Распространение и численность европейских видов дождевых червей в лесах Прииртышья

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В лесах Западной Сибири с 80-х гг. прошлого века отмечено распространение чужеродных видов дождевых червей, преимущественно европейского происхождения. Внедрение новых видов люмбрицид, которые являются «инженерами экосистем», может привести к изменению лесных сообществ и выполняемых ими экосистемных функций (климаторегулирующие, водоохранные, защитные, санитарно-гигиенические, рекреационные). Цель настоящего исследования — изучение распространения, численности и диапазона толерантности чужеродных видов дождевых червей европейского происхождения в лесах Прииртышья. Основная гипотеза: встречаемость видов-вселенцев определяется диапазоном толерантности к эдафическим факторам (содержание органического вещества, величина рН, электропроводность, влажность и температура почв). Исследования проведены в вегетационные сезоны 2018, 2022, 2023 гг. в Рудном Алтае и на юге Западно-Сибирской равнины. Общая протяженность района исследований — более 1500 км, число пробных площадок — 65. Пробы отбирали методом почвенных раскопок. Проанализировано 306 проб, выявлено 1133 экземпляра дождевых червей — вселенцев европейского происхождения. На каждой площадке в каждой пробе послойно измеряли почвенные факторы. Для анализа зависимости встречаемости дождевых червей от диапазона их толерантности к почвенным факторам определяли размах данных по каждому фактору и процент площадок, на которых был обнаружен каждый вид. В Прииртышье выявлено 6 чужеродных видов дождевых червей европейского происхождения (пашенный червь, розовая апорректода, малый красный выползок, молочный октолазий, дендробена восьмигранная, эйзениелла четырехгранная) при наибольшей протяженности распространения (1450 км) и частоте встречаемости (43 % проб) пашенного червя — вида с широким диапазоном толерантности (85—100 % от размаха исследованных факторов по площадкам) к влажности, плотности, величине рН и содержанию органического вещества. Факторов, ограничивающих распространение вида на юге Западной Сибири, не обнаружено. Наименее распространенной (75 км) и редкой (найдена в 2 % проб) была эйзениелла четырехгранная — вид с узким диапазоном толерантности (5—22 %) ко всем эдафическим факторам. Встречаемость инвазивных видов значимо коррелирует с диапазонами их толерантности к содержанию органического вещества в почве (r = 0.89) и плотности почв (r = 0.77). Диапазоны толерантности всех инвазивных видов по исследованным эдафическим факторам пересекаются с таковыми у аборигенного вида — эйзении Норденшельда.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. В. Голованова

Омский государственный педагогический университет; Омский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: nilseb@omgpu.ru
Россия, ул. Набережная Тухачевского, д. 14, Омск, 644099; пр-т Мира, д. 55а, Омск, 644089

Р. Р. Романчук

Омский государственный педагогический университет; Омский государственный университет

Email: nilseb@omgpu.ru
Россия, ул. Набережная Тухачевского, д. 14, Омск, 644099; пр-т Мира, д. 55а, Омск, 644089

В. Е. Щербаков

Омский государственный педагогический университет; Омский государственный университет

Email: nilseb@omgpu.ru
Россия, ул. Набережная Тухачевского, д. 14, Омск, 644099; пр-т Мира, д. 55а, Омск, 644089

С. Ю. Князев

Омский государственный педагогический университет

Email: nilseb@omgpu.ru
Россия, ул. Набережная Тухачевского, д. 14, Омск, 644099

К. А. Бабий

Омский государственный педагогический университет

Email: nilseb@omgpu.ru
Россия, ул. Набережная Тухачевского, д. 14, Омск, 644099

Список литературы

  1. Атлас Омской области. М.: Федеральная служба геодезии и картографии, 1999. 58 с.
  2. Виноградова Ю. К., Майоров С. Р., Хорун Л. В. Черная книга флоры Средней России (Чужеродные виды растений в экосистемах Средней России). М.: ГЕОС, 2009. 496 с.
  3. Всеволодова-Перель Т. С. Дождевые черви фауны России: Кадастр и определитель. М.: Наука, 1997. 102 с.
  4. Гиляров М. С. Методы почвенно-зоологических исследований. М.: Наука, 1975. 304 с.
  5. Голованова Е. В. Дождевые черви Омской области // Фундаментальные и прикладные аспекты современной биологии: Мат-лы Первой Всерос. молодеж. науч. конф., посвящ. 125-летию биол. исслед. в Том. гос. ун-те. Т. 275. Томск: ТГУ, 2010. С. 257—259.
  6. Голованова Е. В. Дождевые черви-вселенцы в Западной Сибири // Экология и эволюция: новые горизонты: Мат-лы Междунар. симпозиума, посвящ. 100-летию академика С. С. Шварца. Екатеринбург: Гуманитарный университет, 2019. С. 494—495.
  7. Голованова Е. В., Князев С. Ю., Бабий К. А., Цвирко Е. И. Распространение чужеродного вида дождевых червей Aporrectodea caliginosa в естественных местообитаниях Омской области // Познание и деятельность: от прошлого к настоящему: Мат-лы II Всерос. междисциплинарной науч. конф. Омск, 2020. С. 299—302.
  8. Голованова Е. В., Наконечный Н. В. Дождевые черви кротовых ходов окрестностей города Тобольска // Тобольск научный — 2010: Мат-лы Всерос. науч.-практ. конф. 2010, Тобольск: Полиграфист. С. 11—12.
  9. Капходжаев М. К., Котин М. И., Соколов А. А. Почвы Семипалатинской области // Почвы Казахской ССР. Вып. 10. Алма-Ата, 1968. 252 с.
  10. Князев С. Ю., Кислый А. А., Богомолова И. Н., Голованова Е. В. Территориальная неоднородность населения дождевых червей (Opisthopora, Lumbricidae) Омской области и факторы среды: количественная оценка связи // Сибирский экологический журнал. 2022. Т. 29. № 5. С. 550—561.
  11. Лавренко Н. Н. География растительного покрова Среднего Прииртышья (в пределах Омской области): дис … канд. геогр. наук: 11.694. Иркутск, 1972. 25 с.
  12. Межжерин С. В., Гарбар А. В., Власенко Р. П., Онищук И. П., Коцюба И. Ю., Жалай Е. И. Эволюционный парадокс партеногенетических дождевых червей. Киев: Наукова думка, 2018. 232 с.
  13. Перель Т. С. Особенности фауны дождевых червей (Oligochaeta, Lumbricidae) в Атлантических рефугиумах неморальной растительности // Доклады Академии наук СССР. 1985. Т. 283. № 3. С. 752—755.
  14. Перель Т. С. Распространение и закономерности распределения дождевых червей фауны СССР. М.: Наука, 1979. 275 с.
  15. Прокопьев Е. П. Растительный покров поймы Иртыша. Томск: ТГУ, 2012. 562 с.
  16. Стебаев И. В., Волковинцер В. В. Животное население почв северной части Барабинской лесостепи и водный режим почв // Зоологический журнал. 1964. Т. 43. № 10. С. 1425—1439.
  17. Стриганова Б. Р., Порядина Н. М. Животное население почв бореальных лесов Западно-Сибирской равнины. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2005. 232 с.
  18. Черная Книга флоры Сибири / Под ред. Ю. К. Виноградовой, А. Н. Куприянова. Новосибирск: Гео, 2016. 439 с.
  19. Шеховцов С. В. Генетическая изменчивость дождевых червей России и ее отражение в морфологии, филогении и филогеографии: дис. … на соискание степени докт. биол. наук. М., 2023. 46 с.
  20. Шеховцов С. В., Голованова Е. В., Базарова Н. Э., Белова Ю. Н., Берман Д. И., Держинский Е. А., Шашков М. П., Пельтек С. Е. Генетическое разнообразие видов комплекса Aporrectodea caliginosa на территории России // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21. № 3. С. 374—379.
  21. Bagheri M., Azimi M., Khoshnamvand H., Abdoli A., Ahmadzadeh F. The threat of a non-native oligochaete species in Iran’s freshwater: Assessment of the diversity and origin of Eiseniella tetraedra (Savigny, 1826) and its response to climate change // Biology Open. 2023. V. 12: bio060180.
  22. Bazri K., Ouahrani G., Gheribi-Oulmi Z., Prigo D., Diaz Cosin D. J. Soil factors and earthworms in Eastern Algeria // Sciences and Technologie. Biotechnologies. 2013. V. 37. P. 22—31.
  23. Briones M. J.I. The Serendipitous Value of Soil Fauna in Ecosystem Functioning: The Unexplained Explained // Frontiers in Environmental Science. 2018. № 6. P. 149.
  24. Buckerfield J. C. Earthworm populations in dryland cropping soils under conservation-tillage in south Australia // Soil Biology and Biochemistry. 1992. V. 24. № 12. P. 1667—1672.
  25. Das M. R., Nimbalkar A. C., Pisa S. S. Ecosystem Services of the Eco-Engineers: The Earthworms // International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2018. № 7. P. 1065—1086.
  26. Daugbjerg P. Temperature and moisture preference of three earthworm species (Oligochaeta, Lumbricidae) // Pedobiologia. 1988. V. 32. P. 57—64.
  27. De Sosa I., Marchán D. F., Novo M., Almodóvar A., Díaz Cosín D. J. Bless this phylogeographic mess — Comparative study of Eiseniella tetraedra (Annelida, Oligochaeta) between an Atlantic area and a continental Mediterranean area in Spain // European Journal of Soil Biology. 2017. V. 78. P. 50—56.
  28. Demetrio W., Brown G., Pupin B., Novo R., Dudas R., Baretta D., Römbke J., Bartz M., Borma L. Are exotic earthworms threatening soil biodiversity in the Brazilian Atlantic Forest? // Applied Soil Ecology. 2023. V. 182. P. 104693.
  29. Edwards C. A., Arancon N. Q. Earthworms, Soil Structure, Fertility, and Productivity // Biology and Ecology of Earthworms. Springer, New York, NY, 2022a. P. 303—334.
  30. Edwards C. A., Arancon N. Q. The Influence of Environmental Factors on Earthworms // Biology and Ecology of Earthworms. Springer US, 2022b. P. 191—232.
  31. Falco L., Sandler R., Momo F., Di Ciocco C., Saravia L., Coviella C. Earthworm assemblages in different intensity of agricultural uses and their relation to edaphic variables // PeerJ. 2015. V. 3. P. e979.
  32. Ferlian O., Eisenhauer N., Aguirrebengoa M., Camara M., Ramirez‐Rojas I., Santos F., Tanalgo K., Thakur M. P. Invasive earthworms erode soil biodiversity: A meta‐analysis // Journal of Animal Ecology. 2017. V. 87. № 1. P. 162—172.
  33. Ferlian O., Thakur M. P., Castañeda González A., San Emeterio L. M., Marr S., Da Silva Rocha B., Eisenhauer N. Soil chemistry turned upside down: a meta‐analysis of invasive earthworm effects on soil chemical properties // Ecology. 2020. V. 101. № 3. P. e02936.
  34. Golovanova E. V., Kniazev S. Y., Karaban K., Babiy K. A., Shekhovtsov S. V. First short-term study of the relationship between native and invasive earthworms in the zone of soil freezing in Western Siberia — Experiments in Mesocosms // Diversity. 2023. V. 15. № 2. P. 248.
  35. Golovanova E. V., Kniazev S. Y., Babiy K. A., Tsvirko E. I., Karaban K., Solomatin D. V. Dispersal of earthworms from the Rudny Altai (Kazakhstan) into Western Siberia // Ecologica Montenegrina. 2021. V. 45. P. 48—61.
  36. Graff O. Investigations in soil zoology with special reference to the terricole Oligochaeta // Zeitschrift für Pfanzenernährung, Düngung, 1953. V. 61. P. 72—77.
  37. Grant W. C. Studies on Moisture Relationships in Earthworms // Ecology. 1955. V. 36. № 3. 400 p.
  38. Hendrix P. F., Callaham M. A., Drake J. M., Huang C.-Y., James S. W., Snyder B. A., Zhang W. Pandora’s Box Contained Bait: The Global Problem of Introduced Earthworms // Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 2008. V. 39. № 1. P. 593—613.
  39. Klok C., Faber J., Heijmans G., Bodt J., Van Der Hout A. Influence of clay content and acidity of soil on development of the earthworm Lumbricus rubellus and its population level consequences // Biology and Fertility of Soils. 2007. V. 43. № 5. P. 549—556.
  40. Lavelle Ch. Burrowing activity of Aporrectodea rosea // Pedobiologia. 1998. V. 42. № 2. P. 97—101.
  41. Lavelle P., Spain A., Blouin M., Brown G., Decaëns T., Grimaldi M., Jiménez J. J., McKey D., Mathieu J., Velasquez E., Zangerlé A. Ecosystem Engineers in a Self-organized Soil: A Review of Concepts and Future Research Questions // Soil Science. 2016. V. 181. № 3/4. P. 91—109.
  42. Ljungström P., de Orellana J. A., Priano L. J.J. Influence of some edaphic factors on earthworm distribution in Santa Fe Province, Argentina // Pedobiologia. 1973. V. 13. P. 236—247.
  43. Malyutina Y., Wilson G. W.T., Duell E. B., Loss S. R. Effects of native and non-native earthworms on grassland plant communities and abundance of associated arbuscular mycorrhizal fungi // Biological Invasions. 2023 V. 25. № 2. P. 455—470.
  44. Mathieu J., Reynolds J. W., Fragoso C., Hadly E. Multiple invasion routes have led to the pervasive introduction of earthworms in North America // Nature Ecology and Evolution. 2024. V. 8. № 3. P. 489—499.
  45. Migge-Kleian S., McLean M.A., Maerz J. C., Heneghan L. The influence of invasive earthworms on indigenous fauna in ecosystems previously uninhabited by earthworms // Biological Invasions. 2006. V. 8. № 6. P. 1275—1285.
  46. Ransom T. S. Local distribution of native and invasive earthworms and effects on a native salamander // Population Ecology. 2017. V. 59. № 2. P. 189—204.
  47. Roots B. I. The Water Relations of Earthworms. II. Resistance to desiccation and immersion, and behaviour when submerged and when allowed a choice of environment // Journal of Experimental Biology. 1956. V. 33. № 1. P. 29—44.
  48. Satchell J. E. Some aspects of earthworm ecology // Soil Zoology. 1955. P. 180—201.
  49. Shekhovtsov S. V., Derzhinsky Ye.A., Poluboyarova T. V., Golovanova E. V., Ershov N. I., Berman D. I., Bulakhova N. A., Szederjesi T., Peltek S. E. Phylogeography and genetic lineages of Aporrectodea rosea (Lumbricidae, Annelida) // European Journal of Soil Biology. 2020. V. 99. P. 103191.
  50. Shekhovtsov S. V., Golovanova E. V., Peltek S. E. Different dispersal histories of lineages of the earthworm Aporrectodea caliginosa (Lumbricidae, Annelida) in the Palearctic // Biological Invasions. 2016. V. 18. P. 751—761.
  51. Shekhovtsov S. V., Golovanova E. V., Peltek S. E. Genetic diversity of the earthworm Octolasion tyrtaeum (Lumbricidae, Annelida) // Pedobiologia. 2014. V. 57. P. 245—250.
  52. Shelford V. E. Animal Communities in Temperate America as Illustrated in the Chicago region // Geographic Society of Chicago. Bull. № 5. 1913. 362 p.
  53. Winsome T., Epstein L., Hendrix P. F., Horwath W. R. Competitive interactions between native and exotic earthworm species as influenced by habitat quality in a California grassland // Applied Soil Ecology. 2006. V. 32. № 1. P. 38—53.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Распространение видов дождевых червей — европейских вселенцев в Прииртышье. Зональность: I — Степная зона, северная подзона, II — Южная подзона мелких березовых колков (южная лесостепь), III — Центральная подзона средних березовых колков (центральная лесостепь), IV — Северная подзона крупных березовых колков (северная лесостепь), V — Зона мелколиственных лесов (подтайга), VI — Зона смешанных лесов, VII — Зона хвойных лесов (южная тайга).

Скачать (114KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Численность дождевых червей в зависимости от почвенных факторов (регрессионный анализ, R2 — коэффициент аппроксимации).

Скачать (54KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Диапазоны толерантности видов дождевых червей к почвенным факторам (PCA-анализ). РС1 — главная компонента 1, PC2 — главная компонента 2. Длина вектора соответствует величине корреляции эдафического фактора с главными компонентами. Плоскости отражают диапазоны толерантности видов дождевых червей по совокупности эдафических факторов.

Скачать (55KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Корреляция встречаемости видов дождевых червей и ширины диапазонов толерантности видов: а) — к плотности почв, кг/м3; б) — к содержанию органического вещества, %.

Скачать (29KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024