Структура и динамика населения жужелиц (Coleoptera, Carabidae) поймы Нижнего Иртыша

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Вестник Томского государственного университета. Биология. 2018; : 111-135

Структура и динамика населения жужелиц (Coleoptera, Carabidae) поймы Нижнего Иртыша

Важенина Н. В., Сергеева Е. В.

https://doi.org/ 10.17223/19988591/43/6

Аннотация

Изучены особенности пространственного распределения жужелиц по поперечному профилю пойменного рельефа в бассейне нижнего течения р. Иртыш на юге Уватского района Тюменской области. Изучен таксономический состав и выполнен сравнительный анализ экологической структуры населения жужелиц трех высотных ярусов (высокого, среднего и низкого уровней) поймы левого берега р. Иртыш. Учет жуков проводили в 2008-2011 гг. методом почвенных ловушек Барбера. Установлена зависимость изменения структуры населения и динамики численности жужелиц от расположения высотных уровней на профиле поймы. Ближе к руслу реки увеличиваются численные показатели видового богатства, разнообразия, выравненности, доминирования и относительной численности. Высокий и средний уровень поймы занимают преимущественно мезофилы, лесолуговые виды, хищники, представленные подстилочными и подстилочно-почвенными формами. В нижнем уровне преобладают гигрофилы, прибрежные виды и виды открытых территорий, хищники поверхностно-подстилочные и подстилочные. Сезонная динамика жужелиц в целом имеет три основных подъема активности, обусловленных фенологическими характеристиками доминирующего комплекса. Межгодовые изменения динамики жужелиц зависят от степени и длительности затопления поймы, главным образом, влияющих на численность видов с осенне-летним типом размножения.

Список литературы

1. Еленевский Р.А. Вопросы изучения и освоения пойм. М. : ВАСХНИЛ, 1936. 100 с.

2. Kooistra L., Wamelink W., Schaepman-Strub G., Schaepman M., Dobben H., Aduaka U., Batelaan O. Assessing and predicting biodiversity in a floodplain ecosystem: Assimilation of net primary production derived from imaging spectrometer data into a dynamic vegetation model // Remote Sensing of Environment. 2008. Vol. 112. PP. 2118-2130. doi: 10.1016/j.rse.2007.10.010

3. Schindler S., O'Neill F.H., Biro' M., Damm C., Gasso V., Kanka R., Sluis T., Krug A., Lauwaars S.G., Sebesvari Z., Pusch M., Baranovsky B., Ehlert T., Neukirchen B., Martin J.R., Euller K., Mauerhofer V., Wrbka T. Multifunctional floodplain management and biodiversity effects: a knowledge synthesis for six European countries // Biodivers Conserv. 2016. Vol. 25. PP. 1349-1382. doi: 10.1007/s10980-014-9989-y

4. Tuf I.H., Dedek P., Jandova S., Tvardik D. Length of recovery of soil macrofauna communities (Coleoptera: Carabidae, Isopoda: Oniscidea) after an irregular summer flood // Peckiana. 2008. Vol. 5. PP. 65-75.

5. Adis J., Junk W.J. Terrestrial invertebrates inhabiting lowland river floodplains of Central Amazonia and Central Europe: a review // Freshwater Biology. 2002. Vol. 47. PP. 711-731. doi: 10.1046/j.1365-2427.2002.00892.x

6. Horcicko I. Dominancy of beetles families and species recorded in floodplain forest ecotone // Acta Universitatis Palackianae Olomucensis Facultas Rerum Naturalium. Biological. 2002. Vol. 39-40. PP. 41-64.

7. Koivula M.J. Useful model organisms, indicators, or both? Ground beetles (Coleoptera, Carabidae) reflecting environmental conditions // Carabid Beetles as Bioindicators: Biogeographical, Ecological and Environmental Studies. Kotze D.J., Assmann T., Noordijk J., Turin H., Vermeulen R., editors. Zookeys. 2011. Vol. 100. PP. 287-317. doi: 10.3897/zookeys.100.1533

8. Catalogue of Palaearctic Coleoptera: Archostemata - Myxophaga - Adephaga. Lobl I. & Lobl D., editors. 2017. Vol. 1. 1443 p.

9. Воронин А.Г. Фауна и комплексы жужелиц (Coleoptera, Trachypachidae, Carabidae) лесной зоны Среднего Урала (эколого-зоогеографический анализ). Пермь : Изд. -во Пермского университета, 1999. 244 с.

10. Козырев А.В., Козьминых В.О., Есюнин С.Л. Состав локальных фаун жужелиц (Coleoptera, Carabidae) Урала и Приуралья // Вестник Пермского университета. Биология. 2000. Вып. 2. С. 165-215.

11. Rybalov L.B., Rossolimo T.E. Asian ecological transect: evaluation of biodiversity of soil animal communities in the Central Siberia // Personal, societal, and ecological values of Wilderness: Sixth World wilderness Congress proceedings on research, management and allocation. 1998. Vol. 1. PP. 49-54.

12. Pыбалов Л.Б., Воробьева И.Г., Макаров К.В. Состав и структура почвенного населения жужелиц (Coleoptera, Carabidae) в среднетаежных ландшафтах центральной (Енисейской) Сибири // Изучение биологического разнообразия на Енисейском экологическом трансекте. Животный мир. М. : PАСХН, 2002. С. 43-59.

13. Зиновьев Е.В. Локальные фауны жужелиц (Coleoptera: Trachypachidae, Carabidae) Среднего Приобья и прилегающих территорий // Биологические ресурсы и природопользование : сб. научных трудов / под ред. Г.М. Кукуричкина, Л.Ф. Шепеловой, А.Н. Панькова, А.И. Шепелова, В.Н. Тюрина. Сургут : Дефис, 2007. Вып. 10. С. 134-148.

14. Зиновьев Е.В., Акопян Э.К. Фауна напочвенных жесткокрылых (Insecta: Coleoptera) Березовского заказника (Нижнее Приобье) // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2013. № 2 (100). С. 60-66.

15. Бухкало С.П., Алемасова Н.В., Сергеева Е.В. Фауна и зоогеографическая характеристика жужелиц (Coleoptera, Carabidae) центральной части южной тайги Западной Сибири // Евразиатский энтомологический журнал. 2010. № 9 (4). С. 616-624.

16. Бухкало С.П., Важенина (Алемасова) Н.В. Дополнения к фауне жужелиц (Coleoptera, Carabidae) низовий Иртыша // Евразиатский энтомологический журнал. 2013. № 12. (3). С. 267-270.

17. Бастраков А.И., Pыбалов Л.Б. Сезонная и годовая динамика населения жужелиц таежных и пойменных биоценозов района Среднего Иртыша // Проблемы почвенной зоологии: материалы XV Всероссийского совещания по почвенной зоологии / под ред. Б.Е Стригановой. М. : КМК, 2008. С. 174-175.

18. Curcic N., Durdic S. The actual relevance of ecological corridors in nature conservation // Journal Geogr. Inst. Cvijic. 2016. Vol. 63 (2). PP. 21-34. doi: 10.2298/IJGI1302021C

19. Шяфигуллина С.М. Влияние послепаводкового гидрорежима Куйбышевского водохранилища на прибрежные сообщества жужелиц (Coleoptera, Carabidae) // Экология. 2004. № 1. С. 56-60.

20. Gerisch M., Schanowski A., Figura W., Gerken B., Dziock F., Henle K. Carabid beetles (Coleoptera, Carabidae) as indicators of hydrological site conditions in floodplain grasslands // Internat. Rev. Hydrobiol. 2006. Vol. 91. PP. 326-340. doi: 10.1002/iroh.200610888

21. Sienkiewicz P., Zmihorski M. The effect of disturbance caused by rivers flooding on ground beetles (Coleoptera: Carabidae) // Eur. Journal. Entomol. 2012. № 109 (4). PP. 535-541. doi: 10.14411/eje.2012.067

22. Южная тайга Прииртышья / под ред. Г.В. Бачурина, Е.Г. Нечаевой. Новосибирск : Наука. Сибирское отделение, 1975. 248 с.

23. Barber H.S. Traps for cave-inhabiting insect // J. Elisha Mitchell Science Soc. 1931. Vol. 46. PP. 259-266.

24. Маталин А.В. Типология жизненных циклов жужелиц (Coleoptera, Carabidae) Западной Палеарктики // Зоологический журнал. 2007. № 86 (10). С. 1196-1220.

25. Шарова И.Х. Жизненные формы жужелиц (Coleoptera, Carabidae). М. : Наука, 1981. 360 с.

26. Шиленков В.Г. Методы изучения фауны и экологии жесткокрылых на примере жужелиц (Coleoptera, Carabidae). Методические рекомендации. Иркутск : Иркутский государственный университет, 1982. 30 с.

27. Шитиков В.К., Розенберг Г.С. Оценка биоразнообразия: попытка формального обобщения // Количественные методы экологии и гидробиологии: сборник научных трудов, посвященный памяти А.И. Баканова) / отв. ред. Г.С. Розенберг. Тольятти : СамНЦ РАН, 2005. С. 91-129.

28. Renkonen O. Dei Carabiden- und Staphyliniden- Bestande eines Seeufers in S-W Finnland // Ann. Ent. Fenn. 1944. Bd. 9. (1/2). PP. 10-33.

29. Ward J.V., Tockner K., Schiemer F. Biodiversity of floodplain river ecosystems: ecotones and connectivity // Regulated Rivers Research&Management. 1999. Vol. 15. PP. 125-139. doi: 10.1002/(SICI)1099-1646(199901/06)15:1/3%3C125::AID-RRR523%3E3.0.C0;2-E

30. Стриганова Б.Р., Порядина Н.М. Животное население почв бореальных лесов Западно-Сибирской равнины. М. : КМК, 2005. 234 с.

31. Полежаева А. Ю. Особенности фауны почвенных жесткокрылых (Coleoptera) в условиях неоднородной структуры рельефа речной поймы // Известия ПГПУ. Серия Естественные науки. 2011. № 25. С. 403-405.

32. Рыбалов Л.Б., Бастраков А.И. Таксономическая и функциональная структура населения почвенной мезофауны пойменных биоценозов // Проблемы региональной экологии. 2012. № 5. С. 111-116.

33. Kolesnikova A., Lapteva E., Taskaeva A. The Influence of ecological conditions of alluvial soils genesis on dynamic of the soil invertebrate communities // Soil Zool. Abstr. 11th Nordic Soil Zool. Symp. and PhD course. Akureyri : Agricultural University of Iceland, 2006. PP. 38-42

34. Matalin A.V. Evolution of biennial life cycles in ground-beetles (Coleoptera, Carabidae) of the Western Palaearctic // Back to the roots and back to the future. Towards a new synthesis amongst taxonomic, ecological and biogeographical approaches in carabidology. Proc. XIII Eur. Carabidol. Meeting. Eds. L. Penev, T. Erwin, Th. Assman. SofiaMoscow : Pensoft Publ., 2008. PP. 259-284.

Tomsk State University Journal of Biology. 2018; : 111-135

Structure and dynamics of the population of ground beetles (Coleoptera, Carabidae) in the floodplain of the lower Irtysh River

Vazhenina N. V., Sergeeva E. V.

https://doi.org/ 10.17223/19988591/43/6

Abstract

The carabidofauna of river floodplains in Western Siberia has not been adequately studied. More attention has been paid to the faunistic composition and abundance, while the ecological aspects of forming carabid beetle populations are practically not considered. Therefore, a complex study of ecological and faunistic structure of carabid population at different levels of the floodplain relief determines the relevance of this work. The aim of this research was to reveal the regularities of spatial-temporal distribution of ground beetles in the floodplain profile of the Irtysh river within the southern taiga of Western Siberia. We carried out studies in the basin of the Irtysh river lower reaches in the south of Uvatsky district, Tyumen region. We studied the floodplain of the Irtysh river left bank, including three high layers: site with horsetail and motley grass, 58°43,508' N, 68°41,412' E (low level with height 0.5-1.5 m.), rare willow with different herbs, 58°43,540' N, 68°41,477' E (medium level with height 5.5-6 m), and willow with bushes and high grass, 58°43,565' N, 68°41,453' E (high level with height 6.5-7.5 m). We used Barber's method of soil traps to collect soil entomofauna in 2008-2011. As soil traps, we used 200 ml tin cans, 1/3 filled with 4% formalin solution. At the floodplain sites, we spaced 10 traps linearly with an interval of 8-10 m. The material was sampled every 10 days. Time of exposure of traps was from the first decade of June to the third decade of August in 2008, 2010 and 2011; in 2009 it was from the first decade of May to the third decade of August. During the study period, we worked 8699 trap-nights (excluding water-filled cans) and captured 10766 imago beetles. Ecological groups of carabid beetles were considered in terms of biotopic confinement, relation to humidity, phenology, type of nutrition and the soil-plant layer they occupy (life forms). Indicators of dynamic density (D - value that reflects the number of insect specimens caught in a trapping can in recalculation per 100 trap-nights), numerical abundance, Berger-Parker's index of inverse dominance, Shannon's indeces of species diversity and equalization are shown. The nomenclature of Carabidae is given in accordance with the "Catalogue of Palearctic Coleoptera" (2017). In the floodplain, we revealed 92 species of carabid beetles (See Table 1). As the distance from the riverbed grew, a decrease in species richness was noted (See Table 2). The greatest similarity was found between carabid beetle populations of high and medium floodplain level (Kj = 0.5). The composition of dominants is represented by 6-7 species, only one species of Clivina fossor (Linnaeus, 1758) is distinguished by high abundance in all layers (See Table 1). Closer to the riverbed, the dynamic density of beetles increased from 86.3 to 199.6 specimens per 100 trap-nights; an increase in Shannon's indices of diversity and equalization (See Table. 2) was marked. In the floodplain of high and medium levels, Carabus granulatus Linnaeus, 1758, Oxypselaphus obscurus Herbst, 1784, Pterostichus melanarius (Illiger, 1798), Pterostichus niger (Schaller, 1783), and Trechus secalis (Paykull, 1790) prevailed, in the low floodplain Calosoma investigator (Illiger, 1798), C. fossor, Bembidion litorale (Olivier, 1790) and Platynus assimilis (Paykull, 1790) were dominant. At high and medium level sites, among biotopic groups, forest-meadow species were the most abundant, at low level sites these were forest-swampy and near-water species (See Table 3). Towards the riverbed, there was an increase in the relative abundance of riverside and a decrease in the abundance of forest-meadow species. Hygrophilous species were represented by the largest number of species (56.6%), the number of which decreased up the profile from 65.2 to 58%, the number of mesophiles, on the contrary, increased from 28.8 to 42%. Xerophiles in the communities did not exceed 8%. The basis of the trophic structure was formed by zoophages (96%), mainly stratobionts, of which surface and litter-dwelling forms were the most numerous in the low level, litter-dwelling and litter and crevice-dwelling forms were in the medium and high levels (See Table 4). Mixophytophages were only 4% and mainly represented by geochortobionts harpaloid, the most numerous in the low floodplain. Most carabid species reproduce in the spring-summer period. In the seasonal dynamics of the number of ground beetles there were two (20102011) or three (2009-2010) increases in activity (See Figure). The maximum rates of ground beetles' activity were observed in the population of the low floodplain in the second and third decades of June (686.0 and 575.0 specimens per 100 trap-nights, respectively). In general, the seasonal dynamics of the number of beetles was determined by phenological features of dominant species' reproduction, as well as by the height and duration of the spring flood, affecting the abundance of species, mainly with the autumn type of reproduction (Nebria livida (Linnaeus, 1758), T. secalis). Thus, the structure and dynamics of population of carabid beetles in the high and medium floodplain was the most similar, significantly differing from the low floodplain population, due to changes in humidity and soil and plant conditions of the Irtysh floodplain relief. The paper contains 1 Figure, 4 Tables and 34 References. Acknowledgments: The authors express their deep gratitude to RYu Dudko, Cand. Sci. (Institute of Systematics and Ecology of Animals SB RAS, Novosibirsk, Russia) for help in determining the species of ground beetles.

References

1. Elenevskii R.A. Voprosy izucheniya i osvoeniya poim. M. : VASKhNIL, 1936. 100 s.

8. Catalogue of Palaearctic Coleoptera: Archostemata - Myxophaga - Adephaga. Lobl I. & Lobl D., editors. 2017. Vol. 1. 1443 p.

9. Voronin A.G. Fauna i kompleksy zhuzhelits (Coleoptera, Trachypachidae, Carabidae) lesnoi zony Srednego Urala (ekologo-zoogeograficheskii analiz). Perm' : Izd. -vo Permskogo universiteta, 1999. 244 s.

10. Kozyrev A.V., Koz'minykh V.O., Esyunin S.L. Sostav lokal'nykh faun zhuzhelits (Coleoptera, Carabidae) Urala i Priural'ya // Vestnik Permskogo universiteta. Biologiya. 2000. Vyp. 2. S. 165-215.

12. Pybalov L.B., Vorob'eva I.G., Makarov K.V. Sostav i struktura pochvennogo naseleniya zhuzhelits (Coleoptera, Carabidae) v srednetaezhnykh landshaftakh tsentral'noi (Eniseiskoi) Sibiri // Izuchenie biologicheskogo raznoobraziya na Eniseiskom ekologicheskom transekte. Zhivotnyi mir. M. : PASKhN, 2002. S. 43-59.

13. Zinov'ev E.V. Lokal'nye fauny zhuzhelits (Coleoptera: Trachypachidae, Carabidae) Srednego Priob'ya i prilegayushchikh territorii // Biologicheskie resursy i prirodopol'zovanie : sb. nauchnykh trudov / pod red. G.M. Kukurichkina, L.F. Shepelovoi, A.N. Pan'kova, A.I. Shepelova, V.N. Tyurina. Surgut : Defis, 2007. Vyp. 10. S. 134-148.

14. Zinov'ev E.V., Akopyan E.K. Fauna napochvennykh zhestkokrylykh (Insecta: Coleoptera) Berezovskogo zakaznika (Nizhnee Priob'e) // Vestnik Altaiskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2013. № 2 (100). S. 60-66.

15. Bukhkalo S.P., Alemasova N.V., Sergeeva E.V. Fauna i zoogeograficheskaya kharakteristika zhuzhelits (Coleoptera, Carabidae) tsentral'noi chasti yuzhnoi taigi Zapadnoi Sibiri // Evraziatskii entomologicheskii zhurnal. 2010. № 9 (4). S. 616-624.

16. Bukhkalo S.P., Vazhenina (Alemasova) N.V. Dopolneniya k faune zhuzhelits (Coleoptera, Carabidae) nizovii Irtysha // Evraziatskii entomologicheskii zhurnal. 2013. № 12. (3). S. 267-270.

17. Bastrakov A.I., Pybalov L.B. Sezonnaya i godovaya dinamika naseleniya zhuzhelits taezhnykh i poimennykh biotsenozov raiona Srednego Irtysha // Problemy pochvennoi zoologii: materialy XV Vserossiiskogo soveshchaniya po pochvennoi zoologii / pod red. B.E Striganovoi. M. : KMK, 2008. S. 174-175.

18. Curcic N., Durdic S. The actual relevance of ecological corridors in nature conservation // Journal Geogr. Inst. Cvijic. 2016. Vol. 63 (2). PP. 21-34. doi: 10.2298/IJGI1302021C

19. Shyafigullina S.M. Vliyanie poslepavodkovogo gidrorezhima Kuibyshevskogo vodokhranilishcha na pribrezhnye soobshchestva zhuzhelits (Coleoptera, Carabidae) // Ekologiya. 2004. № 1. S. 56-60.

22. Yuzhnaya taiga Priirtysh'ya / pod red. G.V. Bachurina, E.G. Nechaevoi. Novosibirsk : Nauka. Sibirskoe otdelenie, 1975. 248 s.

23. Barber H.S. Traps for cave-inhabiting insect // J. Elisha Mitchell Science Soc. 1931. Vol. 46. PP. 259-266.

24. Matalin A.V. Tipologiya zhiznennykh tsiklov zhuzhelits (Coleoptera, Carabidae) Zapadnoi Palearktiki // Zoologicheskii zhurnal. 2007. № 86 (10). S. 1196-1220.

25. Sharova I.Kh. Zhiznennye formy zhuzhelits (Coleoptera, Carabidae). M. : Nauka, 1981. 360 s.

26. Shilenkov V.G. Metody izucheniya fauny i ekologii zhestkokrylykh na primere zhuzhelits (Coleoptera, Carabidae). Metodicheskie rekomendatsii. Irkutsk : Irkutskii gosudarstvennyi universitet, 1982. 30 s.

27. Shitikov V.K., Rozenberg G.S. Otsenka bioraznoobraziya: popytka formal'nogo obobshcheniya // Kolichestvennye metody ekologii i gidrobiologii: sbornik nauchnykh trudov, posvyashchennyi pamyati A.I. Bakanova) / otv. red. G.S. Rozenberg. Tol'yatti : SamNTs RAN, 2005. S. 91-129.

28. Renkonen O. Dei Carabiden- und Staphyliniden- Bestande eines Seeufers in S-W Finnland // Ann. Ent. Fenn. 1944. Bd. 9. (1/2). PP. 10-33.

30. Striganova B.R., Poryadina N.M. Zhivotnoe naselenie pochv boreal'nykh lesov Zapadno-Sibirskoi ravniny. M. : KMK, 2005. 234 s.

31. Polezhaeva A. Yu. Osobennosti fauny pochvennykh zhestkokrylykh (Coleoptera) v usloviyakh neodnorodnoi struktury rel'efa rechnoi poimy // Izvestiya PGPU. Seriya Estestvennye nauki. 2011. № 25. S. 403-405.

32. Rybalov L.B., Bastrakov A.I. Taksonomicheskaya i funktsional'naya struktura naseleniya pochvennoi mezofauny poimennykh biotsenozov // Problemy regional'noi ekologii. 2012. № 5. S. 111-116.

Структура и динамика населения жужелиц (Coleoptera, Carabidae) поймы Нижнего Иртыша

Аннотация

Structure and dynamics of the population of ground beetles (Coleoptera, Carabidae) in the floodplain of the lower Irtysh River

Abstract

События

EasyCookieInfo