Сообщества раковинных амеб (Rhizopoda, Testaceafilosea, Testacealobosea) в болотных местообитаниях после воздействия пожаров (юг Западной Сибири)

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Вестник Томского государственного университета. Биология. 2016; : 161-181

Сообщества раковинных амеб (Rhizopoda, Testaceafilosea, Testacealobosea) в болотных местообитаниях после воздействия пожаров (юг Западной Сибири)

Курьина И. В., Климова Н. В.

https://doi.org/10.17223/19988591/35/10

Аннотация

Исследование направлено на анализ особенностей видовой структуры сообществ раковинных амеб в болотных местообитаниях после воздействия пожара. Объектами исследования являются выгоревшие участки верховых сосново-кустарничково-сфагновых болот в подзоне южной тайги и зоне лесостепи Западной Сибири. Проведено сравнение сообществ раковинных амеб на мертвопокровных участках и участках с восстановленным сфагновым покровом в пределах одного и того же болота. Использование индексов сходства и метода разрежения по Колеману (Cole rarefaction) выявило тенденцию обеднения видового состава сообществ раковинных амеб в биотопах, затронутых пожаром. На выгоревших участках болот наблюдается единичное появление видов раковинных амеб, характерных для мезоэвтрофных болот и для минеральных почв. Происходит изменение не только видового состава сообществ, но и в соотношениях видов между собой. Сообщества раковинных амеб в местообитаниях после воздействия пожара отличаются более высокими значениями индекса видового разнообразия Шеннона и выровненности структуры. На мертвопокровных участках выгоревших болот отмечено увеличение доли относительного обилия видов из родов Trigonopyxis, Corythion, Trinema.

Список литературы

1. Gongalsky K.B., Persson T. Recovery of soil macrofayna after wildfires in boreal forests // Soil biology and biochemistry. 2013. Vol. 57. P. 182-191.

2. Ахметьева Н.П., Белова С.Э., Джамалов Р.Г., Куличевская И.С., Лапина Е.Е., Михайлова А.В. Естественное восстановление болот после пожаров // Водные ресурсы. 2014. Т. 41, № 4. С. 343-354.

3. Гонгальский К.Б. Лесные пожары и почвенная фауна. М. : Товарищество научных изданий КМК, 2014. 169 с.

4. Андриевский В.С., Якутин М.В. Пирогенная трансформация компонентов деструкционного блока северотаежных почв Западной Сибири на примере почвенных панцирных клещей (Oribatida) и микроорганизмов // Евразиатский энтомологический журнал. 2015. Т. 14, № 5. С. 468-474.

5. Данилова О.В., Белова С.Э., Куличевская И.С., Дедыш С.Н. Снижение активности и изменение структуры метанотрофного сообщества верхового болота в результате пожара // Микробиология. 2015. Т. 84, № 5. С. 546-552.

6. Zaitsev A.S., Gongalsky K.B., Malmstroem A., Persson T., Bengtsson J. Why are forest fires generally neglected in soil fauna research? A mini-review // Applied soil ecology. 2016. № 98. P. 261-271.

7. Certini G. Effects of fire on properties of forest soils: a review // Oecologia. 2005. № 143. P. 1-10.

8. Количественные методы в почвенной зоологии / отв. ред. М.С. Гиляров, Б.Р. Стриганова. М. : Наука, 1987. 288 с.

9. Бобров А.А. К понятию микроареала у почвенных раковинных амеб (Protozoa: Testacea) // Известия РАН. Серия биологическая. 2003. № 1. С. 101-109.

10. Turner T.E., Swindles G.T. Ecology of testate amoebae in moorland with a complex fire history: implications for ecosystem monitoring and sustainable land management // Protist. 2012. Vol. 163. P. 844-855.

11. Wanner M. Immediate effects of prescribed burning on terrestrial testate amoebae in a continental Calluna heathland // Ecological Engineering. 2012. Vol. 42. P. 101-106.

12. Mitchell E.A.D., Charman D.J., Warner B.G. Testate amoebae analysis in ecological and paleoecological studies of wetlands: past, present and future // Biodivers Conserv. 2008. № 17. P. 2115-2137.

13. Вомперский С.Э., Глухова Т.В., Смагина М.В., Ковалев А.Г. Условия и последствия пожаров в сосняках на осушенных болотах // Лесоведение. 2007. № 6. С. 35-44.

14. Копотева Т.А., Купцова В.А. Влияние пожаров на функционирование фитоценозов торфяных болот Среднеамурской низменности // Экология. 2016. № 1. С. 14-21.

15. KucerovaA., RectorisL., Stechova T., BastlM. Disturbances on a wooded raised bog - how windthrow, bark beetle and fire affect vegetation and soil water quality? // Folia Geobot. 2008. № 43. P. 49-67.

16. Ефремова Т.Т., Ефремов С.П. Торфяные пожары как экологический фактор развития лесоболотных экосистем // Экология. 1994. № 5. С. 27-34.

17. Наумов А.В., Косых Н.П., ПаршинаЕ.К., Артымук С.Ю. Верховые болота лесостепной зоны, их состояние и мониторинг // Сибирский экологический журнал. 2009. № 2. С. 251-259.

18. Валуцкий В.И. Растительность лесостепных рямов в Восточной Барабе // Turczaninowia. 2011. № 14(1). С. 109-119.

19. Болотные системы Западной Сибири и их природоохранное значение / О.Л. Лисс [и др.] ; отв. ред. В.Б. Куваев. Тула : Гриф и К, 2001. 584 с.

20. Мохов И.И., Чернокульский А.В. Региональные модельные оценки риска лесных пожаров в азиатской части России при изменениях климата // География и природные ресурсы. 2010. № 2. С. 120-126.

21. Малышева Е.А., Цыганов А.Н., Бабешко К.В., Новенко Е.Ю., Мазей Ю.А. Видовой состав и структура сообществ сфагнобионтных раковинных амеб в болотных экосистемах Мордовского государственного природного заповедника // Труды Мордовского государственного природного заповедника им. П.Г. Смидовича. 2014. Вып. 12. С. 330-336.

22. Wanner M., Xylander W.E.R. Transient fires useful for habitat-management do not affect soil microfauna (Testate amoebae) - a study on an active military training area in eastern Germany // Ecol. Engineer. 2003. Vol. 20. P. 113-119.

23. БазановВ.А., ЕгоровБ.А., ЛьготинВ.А., Скугарев А.А. Современная пространственная динамика Большого Васюганского болота (на примере междуречья рек Икса-Шегарка) // Большое Васюганское болото. Современное состояние и процессы развития / под ред. М.В. Кабанова. Томск : Изд-во ИОА СО РАН, 2002. С. 190-196.

24. Мазей Ю.А., Блинохватова Ю.В., Ембулаева Е.А. Особенности микропространственного распределения почвообитающих раковинных амеб в лесах Среднего Поволжья // Аридные экосистемы. 2011. Т. 17, № 46. С. 37-46.

25. Гельцер Ю.Г., Корганова Г.А., Алексеев Д.А. Практическое руководство по идентификации почвенных тестаций. М. : Изд-во Московского университета, 1985. 84 с.

26. Мазей Ю.А., Цыганов А.Н. Пресноводные раковинные амебы. М. : Товарищество научных изданий КМК, 2006. 300 с.

27. Magurran A.E. Measuring biological diversity. Blackwell Publisching, 2004. 256 p.

28. Cazzolla Gatti R. Biodiversita, in teoria e in pratica. Libreria Universitaria Edizioni, 2014. 358 p.

29. Colwell R. K. Estimates: Statistical estimation of species richness and shared species from samples. Version 9. 2013. User's Guide and application published at: http://purl.oclc.org/ estimates.

30. Курьина И.В. Экология раковинных амеб олиготрофных болот южной тайги Западной Сибири как индикаторов водного режима // Известия ПГПУ им. В.Г. Белинского. 2011. № 25. С. 368-375.

31. Бобров А.А., Чармен Д., Уорнер Б. Экология раковинных амеб олиготрофных болот (особенности экологии политипических и полиморфных видов) // Известия РАН. Серия биологическая. 2002. № 6. С. 738-751.

32. Heal O.W. The distribution of testate amoeba (Rhizopoda: Testacea) in some fens and bogs in Northern England // J. Linn. Soc. Zool. 1961. Vol. 44. P. 369-382.

33. Курьина И.В. Раковинные амебы олиготрофных болот Западной Сибири : дис.. канд. биол. наук. Томск, 2012. 204 с.

34. Chardez D. Ecologie generale des Thecamoebiens // Bulletin de l'lnstitut Agronomique et des Stations de Recherche de Gembloux. 1965. Vol. 33. P. 307-341.

35. Корганова Г.А. Структура сообществ раковинных амеб (Protozoa, Testacea) в разных средах обитания и адаптивные особенности почвенных форм // Известия РАН. Серия биологическая. 1991. № 3. С. 410-420.

36. Булатова У.А. Фауна и экология раковинных амеб (Rhizopoda, Testacea) сосновых лесов Томской и Кемеровской областей // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2010. № 2 (10). С. 58-67.

37. Курьина И.В., Прейс Ю.И., Бобров А.А. Раковинные амебы болотных местообитаний средней тайги Западной Сибири // Известия РАН. Серия биологическая. 2010. № 4. С. 423-429.

38. Opravilova V., Hajek M. The variation of testacean assemblages (Rhizopoda) along the complete base-richness gradient in fens: a case study from the Western Carpathians // Acta protozoologica. 2006. Vol. 45. P. 191-204.

39. Lamentowicz L., Gabka M., Rusinska A., Sobczynski T., Owsianny P.M., Lamentowicz M. Testate amoeba (Arcellinida, Euglyphida) ecology along a poor-rich gradient in fens of Western Poland // Internat. Rev. Hydrobiol. 2011. Vol. 96, № 4. P. 356-380.

40. Harnisch O. Rhizopodenanalyse der Moore // Biologisches Zentralblatt. 1948. № 67. S. 551-562.

41. Booth R.K. Testate amoebae as paleoindicators of surface-moisture changes on Michigan peatlands: modern ecology and hydrological calibration // Journal of Paleolimnology. 2002. № 28. P. 329-348.

42. Woodland W.A., Charman D.J., Sims P.C. Quantitative estimates of water tables and soil moisture in Holocene peatlands from testate amoebae // The Holocene. 1998. № 8. P. 261273.

Tomsk State University Journal of Biology. 2016; : 161-181

Testate amoebae assemblages (Rhizopoda, Testaceafilosea, Testacealobosea) in bog habitats after effects of wild fires (south of Western Siberia)

Kurina I. V., Klimova N. V.

https://doi.org/10.17223/19988591/35/10

Abstract

Testate amoebae are numerous and crucial components of soil fauna. They are involved in food webs and play an important role in the biological cycle of substances. Testate amoebae are sensitive bioindicators of environmental change, even a brief and short one. The aim of our research was to analyze the features of the species structure of testate amoebae assemblages in bog habitats after severe wild fire exposure. The study objects were some burnt areas of pine-shrub-sphagnum bogs in the southern taiga subzone (Temnoye and Iksinskoye bogs) and the forest-steppe zone (Kuznetskii ryam) of Western Siberia (Figure 1, Table 1). At least 10 years have passed since the fire in the studied bogs, but the upper bog vegetation cover has not yet recovered to the previous condition. To analyze testate amoebae assemblages, we collected 32 samples of substrate from the bogs' surface. We washed samples of raw substrate weighing 4-5 g through the sieve (cell size of 0,355 mm) and put them aside for removing excess water. The resulting water suspensions were viewed under a microscope. We analyzed no less than 300 amoeba's tests in each sample and identified species composition and relative abundances. Also, we determined the density of testate amoebae assemblages in 1 g of air-dry substrate. On the whole, we revealed 50 testate amoebae taxa. The dominant species are Trinema lineare, Assulina muscorum, Trigonopyxis minuta and Corythion dubium. Species composition of testate amoebae assemblages varied in the studied burnt areas in different habitats: sphagnum, green moss and habitats with dead bog surface. Relative abundances of sphagnophylic species increased in moss habitats. In the burned areas of bogs, we observed a single occurrence of testate amoebae species, which are typical of minerotrophic fens (Cyclopyxis kahli, Heleopera petricola v. amethystea, Tracheleuglypha dentata, Trinema penardi) and mineral soils (Centropyxis aerophila, Cyclopyxis kahli, C. eurystoma, C. eurystoma v. parvula, Plagiopyxis penardi, Schoenbornia humicola). The species Cyclopyxis kahli is common both for fens and mineral soils. Testate amoebae assemblages in bog habitats after wild fire exposure are characterized by higher values of the Shannon diversity index and equitability. An increase in the relative abundance of species of the genera Trigonopyxis, Corythion, Trinema was observed in burnt areas of the studied bogs. The results obtained in our study are in good agreement with those of other authors who have studied the assemblage structure of testate amoebae in the mires and moorlands exposed to wild fire. A comparison of testate amoebae assemblages is made on the burned areas (severely disturbed habitats with dead bog surface) and areas with restored sphagnum cover (sphagnum habitats) within the same bog. Using the similarity indexes (Raup-Crick, Morisita) and the method of Coleman rarefaction we showed that species composition of testate amoebae assemblages is depleted in the disturbed habitats in contrast to the sphagnum habitats. We revealed changes not only in species composition, but also in relative abundance of species in assemblages. There was no significant reduction in the population density of testate amoebae on the disturbed habitats in comparison to sphagnum habitats.

References

1. Gongalsky K.B., Persson T. Recovery of soil macrofayna after wildfires in boreal forests // Soil biology and biochemistry. 2013. Vol. 57. P. 182-191.

2. Akhmet'eva N.P., Belova S.E., Dzhamalov R.G., Kulichevskaya I.S., Lapina E.E., Mikhailova A.V. Estestvennoe vosstanovlenie bolot posle pozharov // Vodnye resursy. 2014. T. 41, № 4. S. 343-354.

3. Gongal'skii K.B. Lesnye pozhary i pochvennaya fauna. M. : Tovarishchestvo nauchnykh izdanii KMK, 2014. 169 s.

4. Andrievskii V.S., Yakutin M.V. Pirogennaya transformatsiya komponentov destruktsionnogo bloka severotaezhnykh pochv Zapadnoi Sibiri na primere pochvennykh pantsirnykh kleshchei (Oribatida) i mikroorganizmov // Evraziatskii entomologicheskii zhurnal. 2015. T. 14, № 5. S. 468-474.

5. Danilova O.V., Belova S.E., Kulichevskaya I.S., Dedysh S.N. Snizhenie aktivnosti i izmenenie struktury metanotrofnogo soobshchestva verkhovogo bolota v rezul'tate pozhara // Mikrobiologiya. 2015. T. 84, № 5. S. 546-552.

7. Certini G. Effects of fire on properties of forest soils: a review // Oecologia. 2005. № 143. P. 1-10.

8. Kolichestvennye metody v pochvennoi zoologii / otv. red. M.S. Gilyarov, B.R. Striganova. M. : Nauka, 1987. 288 s.

9. Bobrov A.A. K ponyatiyu mikroareala u pochvennykh rakovinnykh ameb (Protozoa: Testacea) // Izvestiya RAN. Seriya biologicheskaya. 2003. № 1. S. 101-109.

11. Wanner M. Immediate effects of prescribed burning on terrestrial testate amoebae in a continental Calluna heathland // Ecological Engineering. 2012. Vol. 42. P. 101-106.

13. Vomperskii S.E., Glukhova T.V., Smagina M.V., Kovalev A.G. Usloviya i posledstviya pozharov v sosnyakakh na osushennykh bolotakh // Lesovedenie. 2007. № 6. S. 35-44.

14. Kopoteva T.A., Kuptsova V.A. Vliyanie pozharov na funktsionirovanie fitotsenozov torfyanykh bolot Sredneamurskoi nizmennosti // Ekologiya. 2016. № 1. S. 14-21.

16. Efremova T.T., Efremov S.P. Torfyanye pozhary kak ekologicheskii faktor razvitiya lesobolotnykh ekosistem // Ekologiya. 1994. № 5. S. 27-34.

17. Naumov A.V., Kosykh N.P., ParshinaE.K., Artymuk S.Yu. Verkhovye bolota lesostepnoi zony, ikh sostoyanie i monitoring // Sibirskii ekologicheskii zhurnal. 2009. № 2. S. 251-259.

18. Valutskii V.I. Rastitel'nost' lesostepnykh ryamov v Vostochnoi Barabe // Turczaninowia. 2011. № 14(1). S. 109-119.

19. Bolotnye sistemy Zapadnoi Sibiri i ikh prirodookhrannoe znachenie / O.L. Liss [i dr.] ; otv. red. V.B. Kuvaev. Tula : Grif i K, 2001. 584 s.

20. Mokhov I.I., Chernokul'skii A.V. Regional'nye model'nye otsenki riska lesnykh pozharov v aziatskoi chasti Rossii pri izmeneniyakh klimata // Geografiya i prirodnye resursy. 2010. № 2. S. 120-126.

21. Malysheva E.A., Tsyganov A.N., Babeshko K.V., Novenko E.Yu., Mazei Yu.A. Vidovoi sostav i struktura soobshchestv sfagnobiontnykh rakovinnykh ameb v bolotnykh ekosistemakh Mordovskogo gosudarstvennogo prirodnogo zapovednika // Trudy Mordovskogo gosudarstvennogo prirodnogo zapovednika im. P.G. Smidovicha. 2014. Vyp. 12. S. 330-336.

23. BazanovV.A., EgorovB.A., L'gotinV.A., Skugarev A.A. Sovremennaya prostranstvennaya dinamika Bol'shogo Vasyuganskogo bolota (na primere mezhdurech'ya rek Iksa-Shegarka) // Bol'shoe Vasyuganskoe boloto. Sovremennoe sostoyanie i protsessy razvitiya / pod red. M.V. Kabanova. Tomsk : Izd-vo IOA SO RAN, 2002. S. 190-196.

24. Mazei Yu.A., Blinokhvatova Yu.V., Embulaeva E.A. Osobennosti mikroprostranstvennogo raspredeleniya pochvoobitayushchikh rakovinnykh ameb v lesakh Srednego Povolzh'ya // Aridnye ekosistemy. 2011. T. 17, № 46. S. 37-46.

25. Gel'tser Yu.G., Korganova G.A., Alekseev D.A. Prakticheskoe rukovodstvo po identifikatsii pochvennykh testatsii. M. : Izd-vo Moskovskogo universiteta, 1985. 84 s.

26. Mazei Yu.A., Tsyganov A.N. Presnovodnye rakovinnye ameby. M. : Tovarishchestvo nauchnykh izdanii KMK, 2006. 300 s.

27. Magurran A.E. Measuring biological diversity. Blackwell Publisching, 2004. 256 p.

28. Cazzolla Gatti R. Biodiversita, in teoria e in pratica. Libreria Universitaria Edizioni, 2014. 358 p.

29. Colwell R. K. Estimates: Statistical estimation of species richness and shared species from samples. Version 9. 2013. User's Guide and application published at: http://purl.oclc.org/ estimates.

30. Kur'ina I.V. Ekologiya rakovinnykh ameb oligotrofnykh bolot yuzhnoi taigi Zapadnoi Sibiri kak indikatorov vodnogo rezhima // Izvestiya PGPU im. V.G. Belinskogo. 2011. № 25. S. 368-375.

31. Bobrov A.A., Charmen D., Uorner B. Ekologiya rakovinnykh ameb oligotrofnykh bolot (osobennosti ekologii politipicheskikh i polimorfnykh vidov) // Izvestiya RAN. Seriya biologicheskaya. 2002. № 6. S. 738-751.

32. Heal O.W. The distribution of testate amoeba (Rhizopoda: Testacea) in some fens and bogs in Northern England // J. Linn. Soc. Zool. 1961. Vol. 44. P. 369-382.

33. Kur'ina I.V. Rakovinnye ameby oligotrofnykh bolot Zapadnoi Sibiri : dis.. kand. biol. nauk. Tomsk, 2012. 204 s.

34. Chardez D. Ecologie generale des Thecamoebiens // Bulletin de l'lnstitut Agronomique et des Stations de Recherche de Gembloux. 1965. Vol. 33. P. 307-341.

35. Korganova G.A. Struktura soobshchestv rakovinnykh ameb (Protozoa, Testacea) v raznykh sredakh obitaniya i adaptivnye osobennosti pochvennykh form // Izvestiya RAN. Seriya biologicheskaya. 1991. № 3. S. 410-420.

36. Bulatova U.A. Fauna i ekologiya rakovinnykh ameb (Rhizopoda, Testacea) sosnovykh lesov Tomskoi i Kemerovskoi oblastei // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya. 2010. № 2 (10). S. 58-67.

37. Kur'ina I.V., Preis Yu.I., Bobrov A.A. Rakovinnye ameby bolotnykh mestoobitanii srednei taigi Zapadnoi Sibiri // Izvestiya RAN. Seriya biologicheskaya. 2010. № 4. S. 423-429.

40. Harnisch O. Rhizopodenanalyse der Moore // Biologisches Zentralblatt. 1948. № 67. S. 551-562.

42. Woodland W.A., Charman D.J., Sims P.C. Quantitative estimates of water tables and soil moisture in Holocene peatlands from testate amoebae // The Holocene. 1998. № 8. P. 261273.

Сообщества раковинных амеб (Rhizopoda, Testaceafilosea, Testacealobosea) в болотных местообитаниях после воздействия пожаров (юг Западной Сибири)

Аннотация

Testate amoebae assemblages (Rhizopoda, Testaceafilosea, Testacealobosea) in bog habitats after effects of wild fires (south of Western Siberia)

Abstract

События