Изотопный анализ трофической дифференциации почвообитающих коллембол

• Автор: Семенина, Евгения Эдуардовна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Коллемболы

1.2. Трофические связи коллембол; место коллембол в детритной

пищевой сети

1.2.1. Почвенные микромицеты

1.2.2. Трофические связи коллембол и почвенных микромицетов

1.3. Методы исследования питания почвенных беспозвоночных

(на примере коллембол)

1.3.1. «Традиционные» методы

1.3.2. «Биохимические» методы
1.4. Изотопные методы
1.5. Изотопные исследования сообщества коллембол
Глава 2. Основные методы
2.1. Полевые исследования
2.2. Полевой эксперимент
2.3. Лабораторные исследования
2.4. Изотопный анализ
2.5. Статистическая обработка результатов
2.6. Влияние фиксирующей жидкости (этанол)
на изотопный состав коллембол
Глава 3. Фракционирование изотопов азота и углерода сапротрофными
грибами в лабораторной культуре
Глава 4. Влияние температуры на динамику изменения изотопного
состава коллембол при смене изотопного состава пищи
Глава 5. Трофическое фракционирование изотопов углерода и азота в модельной системе
растительный опад - сапротрофные грибы - коллемболы

Глава 6. Трофическое фракционирование изотопов азота в модельной системе сапротрофные грибы - коллемболы

Глава 7. Влияние межвидовой конкуренции на степень
пищевой избирательности коллембол
Глава 8. Трофическая дифференциация естественного
сообщества коллембол (полевые данные)
8.1. Сообщества коллембол подстилки среднетаежного леса
(окрестности биостанции «Мирное»)
8.2. Сообщество коллембол подстилки елового леса
(окрестности биостанции «Малинки»)
8.3. Роль наземного растительного опада в питании разных
видов коллембол: экспериментальное исследование
Глава 9. Изотопный состав разных семейств коллембол:
анализ литературных и собственных данных
Заключение
Выводы
Список литературы

Введение
Актуальность проблемы
Почвенные сообщества характеризуются большим функциональным и таксономическим разнообразием животных разных размерных классов, которые связаны друг с другом сложной сетью трофических взаимоотношений (Стриганова, 1980; Wardle, 2002). Теория пищевых сетей является одним из основных элементов современной функциональной экологии (Pimm, 1982; Begon et al. 1996). Классическая теория базируется преимущественно на наблюдениях и экспериментах, выполненных в водных, наземных и литоральных сообществах, основу существования которых составляет поток энергии, поставляемый живыми растениями (продуцентами). При этом продуценты, как правило, находятся под прямым контролем со стороны членов следующего трофического уровня (фитофагов). Детритные пищевые сети принципиально отличаются отсутствием такой непосредственной обратной связи, и принципы их функционирования остаются мало понятными, несмотря на то, что общая структура детрптных пищевых сетей в почве подробно описана в нескольких частных работах (напр. Moore and De Ruiter, 1991, 1997; Wardle and Yeates, 1993). Для почвенных сообществ характерен высокий уровень распространения полифагии и малая трофическая специализация (Стриганова, 1980; Scheu and Setala, 2002), а также феномен чрезвычайно высокого ("избыточного" Anderson, 1975; Ghilarov, 1977) биологического разнообразия. Эти обстоятельства, в сочетании со скрытым образом жизни почвенных организмов, чрезвычайно затрудняют детальные исследования трофических связей почвенных животных и общих принципов организации детритных пищевых сетей.
Среди типичных почвенных животных своим разнообразием и функциональной значимостью выделяется сборная группа "микроартропод", представленная преимущественно коллемболами и разными группами клещей (Swift et al., 1979). Почвенные коллемболы (ногохвостки), в силу своей высокой численности, разнообразия и относительно хорошей изученности, стали классическим объектом почвенной экологии (Кузнецова, 2005; Fontain and Hopkin, 2005). Считается, что микроартроподы преимущественно относятся к микрофитофагам (Стриганова, 1980). Потребляемая микроартроподами доля общей микробной продукции с трудом поддается точному определению, но может быть очень велика (напр. Persson et al., 1980; Бызов, 2005). Таким образом, коллемболы и другие микроартроподы занимают ключевую позицию в основании трофической пирамиды: они контролируют обилие и

вмешательства в систему и (2) проведение на участках выбранных биотопов полевого эксперимента с целью определения ключевых источников углерода в питании коллембол и других представителей почвенного населения.
Отбор почвенных животных из подстилки производили с помощью сифтера, представляющего собой плотный мешок с металлическим ситом (размер ячеек 10 х 10 мм). Небольшую порцию опада пропускали через сифтер с целью отделения крупных растительных фрагментов от основной массы однородной фрагментированной подстилки. Просеивание опада проводилось в разных частях площадок с учетом неравномерности распределения подстилки: в прикомлевой части крупных деревьев, в середине проекции крон и в световом «окне» между деревьями верхнего яруса. Для экстракции коллембол и других почвенных животных просеянный однородный опад помещали в аппараты Винклера (размер сетчатых мешков - 300 х 200 мм; размер ячейки сетки 5x5 мм; количество сеток в одном аппарате - 5 шт.). Продолжительность выгонки определилась временем высыхания субстрата, но во всех случаях была не менее 5 суток. В качестве фиксатора использовался 80-90% этиловый спирт. Данные получены по результатам экстракции из пяти аппаратов Винклера.
Дополнительный материал был собран в окрестностях биостанции ИПЭЭ РАН «Мирное» в Красноярском крае. Станция расположена в среднем течении Енисея и окружена среднетаежными темнохвойными лесами из сосны сибирской (кедра), ели, пихты и лиственницы. В долине Енисея представлен сложный комплекс из темнохвойной тайги, кустарниковых (ивовых) сообществ и нескольких типов лугов.
Площадка 14. Левый берег Енисея, высокая пойма. Граница облесенной поймы и заливного луга. Исторически довольно высокий берег заросшего озера. Дренаж лучше, чем на других участках высокой поймы. Древесный ярус состоит преимущественно из ели и березы с примесью пихты, кустарниковый из черемухи и ольховника. В травяном покрове (проективное покрытие около 80%) доминируют вейник Лангсдорфа, сердечник крупнолистный. Мох (около 20% покрытия, в основном под елями) представлен преимущественно Rhytidiadelphus triquetrus и Climacium dendroides
Площадка 16. Левый берег Енисея, верхняя часть склона коренного берега. Кедрач с примесью березы и лиственницы. В травянисто-кустарничковом ярусе (покрытие около 30%) преобладают черника, линнея северная, майник двулистный, седмичник лесной. В моховом покрове (около 70%) представлены Pleiirozium schreben, Hylocomium splendens, Polytricham commune.