АНАЛИЗ АЛЬФА И БЕТА-РАЗНООБРАЗИЯ ДНЕВНЫХ БУЛАВОУСЫХ ЧЕШУЕКРЫЛЫХ (LEPIDOPTERA,DIURNA) БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ

Голощапова Светлана Сергеевна

студентка 5 курса Брянского государственного университета имени И. Г. Петровского, г. Брянск

Исаева Евгения Станиславовна

студентка 5 курса Брянского государственного университета имени И. Г. Петровского, г. Брянск

Ротарь Елена Юрьевна

студентка 2 курса Брянского государственного университета имени И. Г. Петровского, г. Брянск

Прокофьев Игорь Леонидович

канд. биол. наук, доцент Брянского государственного университета имени И. Г. Петровского, г. Брянск

E-mail: bioindication.lab@gmail.com

Насекомые, как и многие другие наземные беспозвоночные, представляют собой особенную группу животных, которая характеризуется большим видовым разнообразием и слабой изученностью. Также они являются одним из важных компонентов, составляющих наземные и пресноводные экосистемы, что указывает на необходимость всестороннего изучения этой группы беспозвоночных [9, с. XIII].

Дневные чешуекрылые — наиболее красивая и привлекающая к себе внимание группа насекомых. Эти прекрасные создания не только доставляют эстетическое наслаждение наблюдателю, но, в соответствии с рядом отечественных и зарубежных исследований, являются биоиндикаторами ряда процессов в экосистемах [2, с. 1]. Это обуславливает важность изучения и необходимость проведение мониторинговых исследований на территории Брянской области, в связи с недостаточной изученностью состава и структуры населения дневных чешуекрылых.

Целью данной работы было изучение и сравнение α– и β- разнообразия дневных чешуекрылых северных и южных районов Брянской области. Достижение данной цели позволит нам принять или отклонить следующие гипотезы. Во-первых, о влиянии растительности на состав сообществ дневных чешуекрылых, во-вторых, о существовании различий между составом сообществ бабочек в северных и южных районах.

Исследования проводились коллективом авторов в течение вегетационного периода 2011 года в Севском и Дятьковском районах Брянской области с использованием метода учета бабочек на трансектах [8, с. 4‑8].

Дятьковский район (север Брянской области), согласно физико-географическому районированию принадлежит к району с долинно-зандровыми с неглубоким залеганием коренных пород с дерново-подзолистыми, супесчаными, песчаными и суглинистыми почвами. Среднегодовая изотерма до 5°С. Среднегодовое количество осадков до 650 мм в год.

Севский район (юг Брянской области) согласно физико-географическому районированию принадлежит к району с эрозионно-лесовыми возвышенными с серыми лесными и темно-серыми почвами. Среднегодовая изотерма до 5,5°С. Среднегодовое количество осадков до 600 мм в год [1, с. 5]. Расстояние между исследуемыми районами составляет около 170 км.

Выделение биотопов происходило традиционно — на основе их физиономического своеобразия. В общей сложности было обследовано 9 физиономически различных биотопов, отличающихся местоположением и составом фитоценозов (табл. 1).

Таблица 1.

Характеристика исследуемых биотопов

Для луговых биотопов в Севском районе были выполнены геоботанические описания травяной растительности (табл. 2) по традиционной методике [3, с. 23]. Латинские названия растений приведены согласно определителю растений Юго-Западного Нечерноземья России [5, с. 35‑295].

Таблица 3.

Экологические характеристики луговых сообществ

α–разнообразие булавоусых чешуекрылых характеризовалось с помощью следующих индексов: Шеннона — Уивера, Бергера — Паркера и Симпсона [6, с. 56 ‑59]. Значения расчетов представлены в таблице 4.

Таблица 4.

Значение индексов разнообразия

Анализ индекса Шеннона — Уивера показывает, что самое большое видовое разнообразие характерно для опушки широколиственного леса в Дятьковском районе, что можно объяснить эффектом экотона, т. е. тенденцией к увеличению разнообразия и плотности организмов на грани биоценозов. Минимальное значение индекса отмечено для суходольного луга в Дятьковском районе, что можно объяснить преобладанием злаков в травяном покрове и рекреационной нагрузкой, которой подвергается фитоценоз. В Севском районе максимальные значения индекса Шеннона — Уивера отмечено для узколистномятликово-тонкополевичного и репешково-узколистномятликового сообществ, что может быть объяснено флористическим составом данных биотопов. Бабочки предпочитают луговые сообщества с обилием цветущих растений [7, с. 59]. Второе сообщество расположено на южном склоне балки, что также является привлекательными для чешуекрылых из-за благоприятного температурного режима (большее количество солнечной энергии в течение дня и быстрый обогрев утром).

Индекс Симпсона слабо зависит от видового богатства и размера выборки, но он очень чувствителен к присутствию в выборке наиболее обильных видов. Индекс Бергера-Паркера — также слабо зависит от видового богатства, но на него влияет размер выборки. Увеличение значения данных индексов означает уменьшение разнообразия в сообществе. [7, с. 23]

β-разнообразие было охарактеризовано при помощи индексов общности по качественным (индекс видового сходства биоценозов Жаккара) и количественным данным (коэффициент Серенсена) [6, с. 70‑71]. Для определения сходства сообществ булавоусых чешуекрылых был использован показатель соответствия — евклидово расстояние и применен кластерный метод одиночного присоединения, реализованного в программе Statistica 6. 0. (Рис. 1, 2).

Рисунок 1. Группировка биотопических групп булавоусых чешуекрылых Брянской области, индекс Жаккара

На представленной дендрограмме четко выделяются группировки северного и южного районов Брянской области. Наиболее близки в фаунистическом отношении репешково-узколистномятликое сообщество и чертополохо-тимофееволуговое сообщества в Севском районе; опушка елового леса и разнотравный луг в Дятьковском районе, что может объяснить следующая дендрограмма.

Рисунок 2. Группировка биотопических групп булавоусых чешуекрылых Брянской области, коэффициент Серенсена

При учете количественных данных наибольшее сходство между узколистномятликово-тонкополевичным и репешково-узколистномятликовым сообществами в Севском районе, так как эти сообщества близки к друг другу в флористическом отношении и один является более сухим вариантом второго. В один кластер объединены луговые биотопы ( ЧТС, ПУС,РУС,УТС) и отдельно от них отстоит опушечное сообщество. Как и на предыдущей дендрограмме, сходны между собой опушка елового леса и разнотравный луг в Дятьковском районе. Но здесь четко отделен суходольный луг, так он подвергается рекреационной нагрузке и связанным с ней изменением растительного покрова данного местообитания.

Одним из факторов, определяющих альфа - и бета-разнообразие сообществ булавоусых чешуекрылых, является наличие взаимоотношений между цветковыми растениями и данной группой насекомых.

С одной стороны, высокой трофической специализацией гусениц бабочек и наличием кормовых растений в фитоценозе объясняется присутствие одних видов чешуекрылых и отсутствие других в данном сообществе. Но с другой стороны, имаго кормятся нектаром цветущих растений и, если в сообществе в период лета бабочек мало цветущих растений, то они могут перемещаться для питания в другие фитоценозы с большим обилием цветущих растений.

Поэтому видовой состав бабочек даже в однотипных местообитаниях может существенно различаться, и быть близким в различных сообществах расположенных рядом друг с другом.

Но не только растительность оказывает влияние на сообщества дневных чешуекрылых, природно-климатические условия региона играют в этом одну из ключевых ролей. Разница между северными и южными районами Брянской области по среднегодовой изотерме в 0,5°С уже оказывает влияние на сообщества и видовое разнообразие в исследуемых районах. Поэтому можно предположить, что с изменением климата, даже на незначительные величины, будет меняться состав сообществ беспозвоночных животных, особенно чешуекрылых.

Таким образом, мы можем принять высказанную нами гипотезу о влиянии растительности и природно-климатических условий региона на состав сообществ бабочек.

Список литературы:

1.Атлас Брянской области. Москва, 1976, 48 с.

2.Бондаренко А. В. Дневные бабочки (Lepidoptera,Diurna) засушливых территорий северо-запада Алтае-Саянской горной страны: фауна и население: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. Новосибирск, 2011. 44 с.

3.Булохов А. Д. Типология лугов Брянской области. Брянск: Курсив, 2009. 219 с.

4.Булохов А. Д. Экологическая оценка среды методами фитоиндикаци. Брянск: Изд-во Брян. гос. пед. ун-та, 1996. 104 с.

5.Булохов А. Д., Величкин Э. М. Определитель растений Юго-Западного Нечерноземья России. (Брянская, Калужская,Смоленская, Орловская области).Брянск: Издательство БГПУ, 1997.320 с.

6.Лебедева Н. В., Дроздов Н. Н., Криволуцкий Д. А. Биоразнообразие и методы его оценки: учебное пособие. М.:Изд-во Моск. ун-та, 1999. 95 с.

7.Татаринов А. Г., Долгин М. М. Видовое разнообразие булавоусых чешуекрылых на европейском Северо-Востоке России. СПб.: Наука, 2001. 244 с.

8.Butterfly monitoring scheme. Institute of terrestrial ecology. 1981. 14 p.

9.Samways Michael J., McGeoch Melodie A., New Tim R. Insect Conservation. Oxford University Press, 2010. 441 p.