Жуки-жужелицы (Сoleoptera, Сarabidae) как природный индикатор процессов развития биоценоза золоотвалов твёрдотопливной теплоэлектростанции на примере ТЭЦ № 5 (Новосибирск)

Аннотация

Цель исследования. Выявить закономерности развития сообщества жужелиц (Coleoptera, Carabidae), показать их видовую специфику на золоотвалах ТЭЦ в зависимости от уровня развития почвообразовательных процессов и почвенно-экологического состояния нарушенных участков.

Место и время проведения. В качестве объекта исследования был выбран золоотвал №1 ТЭЦ-5 г. Новосибирска (54°59' с.ш., 83°03' в.д.). Образцы почв отбирали в 2019 г.; жужелиц собирали в 2017 и 2019 гг.

Методология. На золоотвале были выбрано шесть учетных площадок, соответствующих зонам седиментации частиц. В качестве контроля были выбраны: березовый колок и луг кострецово-клеверный. Почвенный покров территории золоотвала описывали в соответствии с классификацией почв техногенных ландшафтов; почвенный покров сформирован различными типами эмбриоземов. Влажность почвы на каждом из участков исследования определяли в слое 0–5 см термовесовым методом. Отбор почвенных образцов проводили в мае 2019 г. Для сбора жужелиц на каждом участке было установлено пять ловушек, на 1/3 заполненных для фиксации жуков 4% уксусной кислотой. Сбор жужелиц проводили в мае–июне 2017 г. и в июне–июле 2019 г. По данным о населении жужелиц рассчитаны индексы α-биоразнообразия. Фауны различных биотопов сравнивали с помощью кластерного анализа в программе PAST 3.09.

Основные результаты. На всех участках обнаружено 74 вида жужелиц:на участках золоотвала обнаружено 60 видов жужелиц, при этом на секции с отсыпкой потенциально плодородной породой (ППП) отмечено 48 видов, а на секции с зольным материалом 35 видов. На контрольных участках отмечено 24 вида: в березовом колке 14 и на лугу 10 видов. Обилие жужелиц на рекультивированной секции почти в 3 раза больше, чем на нерекультивированной (973 экземпляра против 347). Кластерный анализ показал, что участки золоотвала по фауне жужелиц разделяются на 3 группы: группа сухих нерекультивированных участков, группа сухих рекультивированных участков и группа участков с переувлажнением.  Почвенный покров исследуемого золоотвала представлен инициальным, органо-аккумулятивным, дерновым и гумусово-аккумулятивным эмбриозёмами.

Заключение. За девять лет самозарастания золоотвала на нем образовались сообщества жужелиц с высоким видовым богатством и обилием. Эти сообщества существенно отличаются от сообществ соседних ненарушенных биоценозов, выбранных для сравнения. Видовой состав и динамическая плотность жужелиц увеличивается в ряду контроль – зольный материал  – отсыпка ППП. Установлена закономерность: автономное положение в ландшафтно-геохимической катене занимает эволюционно менее развитый тип эмбриозема, и с увеличением степени увлажненности и подчиненности по положению в рельефе эволюционный порядок типа почвы увеличивается. Проведение технического этапа рекультивации с применением потенциально плодородной породы или плодородного слоя почв, позволяет значительно ускорить развитие почвенного покрова и биогеоценозов в целом.