МИКОГЕННОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ В ЛЕСАХ ЮЖНОГО ПРЕДУРАЛЬЯ

MYCOGENIC DECOMPOSITION OF WOOD IN FORESTS OF THE SOUTHERN URALS

Andrey Ostapenko

graduate student, orenburg state pedagogical University,

Russia, Orenburg

АННОТАЦИЯ

Проведено экспериментальное исследование скорости микогенной деструкции древесины в лесах Южного Предуралья. Доказано, что скорость разложения базидиальными грибами древесины варьирует в зависимости от родовой принадлежности субстрата, конкретных условий местообитания. В Южном Предуралье максимальная скорость микогенной деструкции отмечена у образцов древесины осины, минимальная у древесины клена.

ABSTRACT

Experimental study of the rate of mycogenic decomposition of wood in forests of the southern Urals was conducted. It is proved that the rate of wood decomposition by basidiomycetes fungi varies depeding on the genus affiliation of the substrate, the specific habitat conditions. In the southern Urals the maximum speed of mycogenic decomposition was observed in samples of aspen wood, the minimum wood of maple

Ключевые слова: деструкция древесины; базидиомицеты; скорость деструкции; Южное Предуралье.

Keywords: wood degradation; basidiomycetes; speed of destruction; the Southern Urals.

Основой устойчивого существования любых экосистем является постоянство показателей круговорота вещества и энергии в них. Синтез и деструкция биомассы – два важнейших процесса, происходящих в этих экосистемах и потому роль продуцентов и редуцентов в них является определяющей. Традиционно, большее внимание уделяется изучению функционирования продуцентов, динамики показателей фотосинтеза и накопления фитомассы в различных биомах суши. Как известно, максимальное количество фитомассы продуцируется лесами, поэтому особого внимания заслуживает изучение баланса продукционных – деструкционных процессов в этих экосистемах.

Экосистемная роль системы редуцентов, обеспечивающей перевод соединений мортмассы в более легко усваиваемую форму исключительна. Эта функциональная группа организмов включает в себя деструкторов («измельчителей»), производящих структурную перестройку детрита, и детритофагов, т.е. организмы, производящие биогенное разложение детрита. Деструкторы и детритофаги являются главными потребителями фитомассы на суше; они обеспечивают переработку мортмассы и возвращение биогенных элементов в круговорот, что имеет непреходящую ценность для экосистем [7, с. 7].

Также эти вещества являются вторичными продуцентами, обеспечивая пищей другие группы живых организмов; кроме того – обеспечивают перераспределение органического вещества и косвенно влияют на изменение структуры фитоценозов [2, с. 18]. Основную часть системы редуцентов составляют бактерии, грибы и беспозвоночные. Эти организмы совместно осуществляют разрушение детрита, но в определенных условиях, в частности, в лесных экосистемах, ведущую роль начинают играть базидиомицеты, которые способны практически без участия других организмов осуществлять полную деструкцию растительного детрита [1, с. 23; 5, с. 34].

В субэкстремальных условиях экотона между лесом и степью, в которых располагается большая часть территории Оренбургской области, функционирование лесных экосистем имеет свою специфику. В условиях резкоконтинентального климата, с неустойчивым по сезонам увлажнением и повышенной инсоляцией, определяющей высокую испаряемость, лесные экосистемы менее устойчивы, так как баланс между продукционными и деструкционными процессами более хрупок и даже незначительные изменения интенсивности какого-либо из этих процессов приводят к существенной трансформации облика лесных экосистем. Вследствие этого, увеличивается значение исследования системы редуцентов этих экосистем, как одной из ключевых «фигур», поддерживающих устойчивое состояние лесов за счет стабилизации круговорота веществ.

Как указывалось выше, основной частью системы редуцентов лесных экосистем являются высшие базидиальные грибы [5, с. 11]. Это крупнейшая группа сапротрофных грибов, субстратом для развития которых является древесина. Древоразрушающие базидиомицеты способствуют отпаду старых деревьев и осуществляют деструкцию отмершей древесины. Большая часть этих грибов до недавнего времени объединялись в порядок Aphyllophorales, а в настоящее время они отнесены к разным порядкам. Эти грибы существенно отличаются как по систематическому положению, так и по внешнему виду базидиом, но их объединяет способность разлагать целлюлозу и лигнин за счет специфической гарнитуры ферментов.

Эта экологическая группа грибов достаточно многочисленна. По данным Н.Т. Степановой и В.А. Мухина [5, с. 12] на территории бывшего СССР отмечено 852 вида дереворазрушающих грибов. В пределах Урала разнообразие этой группы базидиомицетов составляет 944 вида [6, с. 311]; в пределах Оренбургской области (Южное Предуралье) – 307 видов [4, с. 11].

Эти грибы способны без участия других групп организмов производить окончательное (до потери структурности) разложение древесных остатков. Наиболее значимым индикатором деструкционного процесса является потеря массы древесины.

Цель наших исследований – изучение интенсивности микогенной деструкции древесины в лесах Южного Приуралья. Для получения данных использовалась типовая экспериментальная методика, основанная на оценке потери массы образцов древесины за определенный период времени, высчитываемой, как разница между исходным и итоговым весом образцов. Поскольку экспериментально доказано, что большую часть деструкции осуществляют именно базидиальные грибы [3, с. 21], участием других групп организмов (в частности – насекомых-измельчителей) сочли возможным пренебречь.

Было заложено 4 серии образцов древесины, каждая из которых содержала по 30 экземпляров. Родовая принадлежность образцов – сосна, береза, осина, клен. Время экспозиции образцов в нативных условиях – 3 года. Образцы были заложены в 297, 299, 300 кварталах Тюльганского лесничества в окрестностях с. Ташла.

За время эксперимента отмечалось изменение внешнего вида и внутренней структуры образцов; у большинства образцов (кроме образцов древесины сосны) отмечалось развитие белой гнили.

Результаты эксперимента показали, что в лесных экосистемах Южного Приуралья наблюдается изменение скорости деструкции древесины в зависимости от родовой принадлежности субстрата.

Максимальная скорость разрушения характерна для образцов древесины осины и сосны, наименьшая – для древесины клена (табл. 1). При этом наиболее широкое варьирование показателей скорости разложения было характерно для образцов дуба, сосны и березы.

Таблица 1.

Скорость разложения веточного отпада в лесах Южного Приуралья (потеря массы за трехлетний период) (n=30)

Сравнение полученных нами данных с аналогичными материалами из других регионов (табл. 2) показало наличие ряда отличий в скорости деструкции древесных остатков в различных зональных типах лесов.

Таблица 2.

Скорость разложения древесины в зональных лесах (потери массы за трехлетний период; n = 35)

* – данные за четырехлетний период наблюдения

Зональные леса: 1 – южно-таежные темнохвойные леса Западно-Сибирской равнины; 2 – Притобольские лесостепные колки [1, с. 82]; 3 – леса Ильменского заповедника [5, с. 44]; 4 – леса Южного Приуралья (наши данные).

Скорость разложения древесины березы и осины в широтном градиенте снижается, в то время как скорость деструкции древесины сосны несколько возрастает.

Таким образом, можно сделать вывод, что скорость микогенной деструкции древесины в условиях региона достаточно высока. Это свидетельствует об эффективности выполнения ксиломикобиотой своей экосистемной функции. Она варьирует в зависимости от родовой принадлежности древесины, а также от условий конкретных местообитаний.

Список литературы:

1. Мухин В.А. Биота ксилотрофных базидиомицетов Западно-Сибирской равнины. Екатеринбург: Наука, 1993. 231 с.
2. Рафес М.П. Роль и значение растительноядных насекомых в лесу / М.П. Рафес. – М.: Наука, 1968. 233 с.
3. Сафонов М.А. Скорость микогенной деструкции древесины в лесах Южного Приуралья // Вестник ОГУ. – 2006. № 2 (52). – С. 18–21.
4. Сафонов М.А. Список древоразрушающих базидиальных грибов Оренбургского Приуралья (Россия) // Вестник Оренбургского Государственного Педагогического Университета. – Электронный научный журнал (Online). ISSN 2303-9922. http://www.vestospu.ru, 2015. № 2 (14). – С. 11–28. Дата обращения 5.07.2016 г.
5. Степанова Н.Т., Мухин В.А. Основы экологии дереворазрушающих грибов. – М.: Наука, 1979. 100 с.
6. Ширяев А.Г., Мухин В.А., Котиранта Х., Ставишенко И.В., Арефьев С.П., Сафонов М.А., Косолапов Д.А. Биоразнообразие афиллофоровых грибов Урала // Биологическое разнообразие растительного мира Урала и сопредельных территорий. – Матер. Всеросс. конф. с междунар. участием. – Екатеринбург, 28 мая – 1 июня 2012 г., – Екатеринбург: Гощицкий, 2012. – С. 311–313.
7. Shurin J.B., Gruner D.S., Hillebrand H. All wet or dried up? Real differences between aquatic and terrestrial food webs // Proc. Roy. Soc. London, 2006. Vol. 273. P. 1–9.