Флуктуирующая асимметрия надкрылий колорадского жука естественных и урбанистических экосистем

В статье выявлена зависимость между значениями коэффициентов флуктуирующей асимметрии (КФА) рисунка надкрылий колорадского жука и степенью загрязненности окружающей среды соединениями тяжелых металлов в естественных и урбанистических экосистемах

Колорадский жук Leptinotarsa decemlineata Say, обладающий высокой степенью экологической пластичности, может использоваться для биоиндикации, в том числе для оценки степени загрязненности окружающей среды соединениями тяжелых металлов. Целью проведенного исследования было выявление зависимости между значениями коэффициентов флуктуирующей асимметрии (КФА) рисунка надкрылий колорадского жука и степенью загрязненности окружающей среды соединениями тяжелых металлов в естественных и урбанистических экосистемах. Исходным материалом послужили взрослые особи колорадского жука, собранные вручную в экосистемах естественного и урбанистического происхождения. Были составлены модели вида ка =F(£1) зависимости КФА от степени загрязненности окружающей среды тяжелыми метал лами в естественных и урбанистических экосистемах Тулы и Тульской области.

В результате преобразования данных о содержании в теле имаго колорадского жука тяжелых металлов были получены сводные таблицы о загрязнении экосистем естественного и урбанистического происхождения. Согласно проведенным исследованиям КФА в урбанистических экосистемах и системах естественного происхождения существенно отличается. Так, в экосистемах первого вида он составляет 9,0—26,0 %, в экосистемах второго вида — 4,0—11,8 %.

Далее, с учетом значений КФА, с помощью математического аппарата системного анализа (корреляционный анализ) были вычислены коэффициенты корреляции между содержанием загрязнителей и значениями КФА в естественных и урбанистических экосистемах (табл.).

Таблица

Значения коэффициентов корреляции степени загрязненности окружающей среды и КФЛ

Очевидно, что построение модели необходимо осуществлять с использованием в сех семи элементов, приведенных в таблице 1, т. е. 1= {Gz,Zn, Sr, К, Мп, Fe, Си}, N'(E) = N^E) = 7. После вычисления параметров модели с использованием математического аппарата системного анализа (регрессионный анализ) матрица будет содержать следующие значения для урбанистических и естественных экосистем соответственно:

Ат = (-1,993 - 0,148 1,134 -3,8х10~7

-0,398 -0,295 0,046 0,195)

А7 =(0,735 -0,117 1,145 -0,245 -0,017 -0,145 -0,145 0,004 -0,037), т. е. искомые модели имеют вид:

к_а = -1,993 -0,148х(о_Сд + 1,134хм_2п ~ -3,8х10~³х ш_5г -0,398х(в_Си.

k_a =0,735-0,117xcc^_fl +0,145хш_гп -

-0,245хщ$г -0,017хик -0,145хшМп -

-0,004xwfs -0,037x0^.

Таким образом, значения матрицы составляют искомую модель зависимости значения КФ А от степени загрязненности среды обитания особей имаго тяжелыми металлами. Полученные модели могут характеризовать степень общей загрязненности окружающей среды при аномально высоком значении КФА (выше 4—5 %).

Поступила 22.12.08.

Полученные значения коэффициентов корреляции (см. табл.) и построенные модели позволяют сделать вывод о том, насколько сильно содержание того или иного химического элемента отражается на коэффициенте флуктуирующей асимметрии, а также оценить состояние окружающей среды на основании значений КФА.

ГЕРПЕТОБИОНТНЫЕ ЖЕСТКОКРЫЛЫЕ (ENTOGNATHA, COLEOPTERA) ОКРЕСТНОСТЕЙ ОТВАЛОВ ОАО «ГОМЕЛЬСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЗАВОД»

А. Н. Крицкая, А. С. Самарченко

В статье рассматривается видовое разнообразие жужелиц, обитающих на почвах, богатых фосфатами. Сообщество жужелиц вблизи отвалов фосфогипса характеризуется крайне низким видовым богатством и обилием. Карабидокомдлексы вблизи отвалов занимают широко распространенные ареалы: от циркумареалов до видов-космополитов. Доминируют зоофаги.

В настоящее время в связи с ростом доли урбанизированных территорий и городского населения, а также с увеличением количества промышленных предприятий все большую важность приобретает задача оптимизации городской среды и, соответственно, ее всестороннего изучения. Важным элементом познания экологического состояния среды является исследование ее биоты. Ряд ученых, в частности Л. П, Моло-дова, неоднократно анализировали воздействие промышленных предприятий Гомеля, но экосистемы, непосредственно прилегающие к отвалам химического завода, изучены неполно, что позволяет нам оценить видовой состав и структуру сообществ герпетобионтных жесткокрылых — качественных индикаторов состояния окружающей среды.

Исследования проводились с мая 2006 по август 2007 г. на двух участках, где проходил стационарный сбор жесткокрылых методом почвенных ловушек (пластмассовые стаканчики объемом 200 мл, фиксатор — 9 % раствор уксусной кислоты). Участок № 1 находился непосредственно около отвалов (почва за исключением 2—3 мм гумусового горизонта — фосфогипс). Участок №2 — контрольный. Всего за время исследования обработано 3 360 ловушко- суток, собрано 515 экземпляров жесткокрылых 60 видов 15 семейств.

На участке около отвалов химического завода в 2006 г. обнаружено 11 видов герпетобионтных жесткокрылых (доминировали Morychus aeneus, Bembidion lampros, Calathus ambiguus, Selatosomus aeneus, Limnichus sericeus и CicindeZa campestris), на контрольном участке — в три раза больше (34 вида, доминировали Harpalus rufipes и Poecilus versicolor). Видовая структура сообщества герпетобионтных жесткокрылых вблизи отвалов характеризовалось крайне низким информационным разнообразием (0,8), высокой концентрацией доминирования (0,25) при очень высокой выравненности (0,77), что может свидетельствовать о начальной стадии формирования биоценоза. В 2007 г. на отвалах обнаружено 39 видов (доминировали Harpalus rubripes, Otiorhynchus raucus, Byrrhus piluld). Видовая структура сообщества жесткокрылых вблизи отвалов характеризуется более высоким информационным разнообразием (1,31), низкой концентрацией доминирования (0,08) и низким показателем выравненности (0,37). В 2006 г. на отвалах преобладали транспалеарктические по-лизональные и евробай кальские, луговые (Morychus aeneus, Limnichus sericeus) и полевые

Серия «Биологические науки»