Экологические особенности гастеромицетов важнейших биоценозов Северо-Западного Кавказа

Актуальность темы

Одним из приоритетов экологической доктрины Российской Федерации и концепции развития является национальная^{стратегия} по сбалансированному использованию и сохранению биоресурсов. В настоящее время происходит усиленное уничтожение всех компонентов экосистем и исчезновение разных видов живых организмов. Этот факт может привести к дестабилизации биоты, к необратимым последствиям.

Изучение и сохранение природных экосистем является важнейшей задачей современной экологии. Необходимым условием решения этой проблемы служит инвентаризация и контроль разнообразия организмов. Эта задача в отношении многих таксонов и регионов еще далеко не завершена.

Северо-Западный Кавказ — уникальный регион, где разнообразие климатических особенностей, почвенного, растительного покрова создает «эффект» видового разнообразия. Исходя из этого, всестороннее комплексное исследование биоты грибов, их экологических особенностей, представляет определенный интерес.

Одной из мало изученных групп грибов для России в целом и для Северо-Западного Кавказа, в частности, является группа гастеромицетов, играющих важную роль в горных, лесных и степных биоценозах.

Комплексное изучение гастеромицетов Северо-Западного Кавказа, их экологии, состава, структуры, распространения, географии, эколого-эдафических связей даст возможность оценить место этой микобиоты в биоценозах региона. Актуальность возрастает также в связи с усилением воздействия антропических процессов на горно-лесные и степные биоценозы, где сосредоточено основное видовое разнообразие гастеромицетов.

Цель и задачи исследования

Цель настоящего исследованиявыявить экологические особенности гастеромицетов важнейших биоценозов Северо-Западного Кавказа. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Выявить видовое разнообразие гастеромицетов в основных биоценозах Северо-Западного Кавказа и провести всесторонний анализ в таксономическом, экологическом, географическом и микосозологическом аспектах.

2. Установить эколого-трофические связи гастеромицетов, распределение их по основным растительным сообществам СевероЗападного Кавказа.

3. Изучить распределение биоты гастеромицетов по территории Северо-Западного Кавказа в зависимости от почвенных условий.

4. Провести сравнительный анализ биоты гастеромицетов урбанизированной территории.

5. Выявить содержание тяжелых металлов в плодовых телах некоторых распространенных видов гастеромицетов.

6. Изучить влияние экологических и ценотических факторов на развитие плодовых тел и размеры спор гастеромицетов в горных биоценозах Северо-Западного Кавказа.

7. Выявить ресурсное значение гастеромицетов Северо-Западного Кавказа.

Научная новизна. Впервые в экосистемах Северо-Западного Кавказа проведена инвентаризация видового состава гастеромицетов. Составлен конспект, содержащий 42 вида и 1 разновидность, относящихся к 4 порядкам, 7 семействам и 15 родам. Впервые 18 видов зарегистрированы на данной территории, из них 15 являются новыми видами для Северного Кавказа.

Проанализированы особенности таксономической, географической и трофической структур гастеромицетов. Впервые для Северо-Западного Кавказа проведены исследования на содержание тяжелых металлов в плодовых телах некоторых видов гастеромицетов. Изучено влияние параметров экотопа на развитие плодовых тел и размеры спор гастеромицетов в горных биоценозах Северо-Западного Кавказа. Изучены распространение гастеромицетов по территории региона в зависимости от почвенных условий, поясное распределение, а также приуроченность к основным формациям и ассоциациям на Северо-Западном Кавказе. Выявлены съедобные, ядовитые, редкие и нуждающиеся в охране виды.

Теоретическое и практическое значение работы. Материалы диссертационной работы могут быть использованы при составлении общих и региональных сводок, определителей гастеромицетов. Они пополнят сведения о микобиоте Кавказа и России в целом. Результаты исследований по экологии и географии гастеромицетов могут быть использованы при решении некоторых вопросов микологии и экологии. Данные по содержанию тяжелых металлов в плодовых телах гастеромицетов хюжно использовать при мониторинге атмосферного загрязнения урбоэкосистем. Результаты исследований используются в работе врачей районной центральной больницы Апшеронского района Краснодарского края при отравлениях населения грибами. Данные диссертационных исследований используются при чтении курсов «Общая микология», «Экология грибов» для студентов биологического факультета Кубанского государственного университета.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Биота гастероидных базидиомицетов на территории СевероЗападного Кавказа представлена 42 видами и 1 разновидностью, отличающимися по ареалам, эколого-биологическим, эколого-трофическим и эколого-ценотическим особенностям.

2. Преобладающими эколого-трофическими группами в биоценозах региона являются сапротрофы гумусные, подстилочные и развивающиеся на опаде. В зависимости от экологических условий виды гастеромицетов могут переходить из одной трофической группы в другую.

3. Распределение биоты гастеромицетов на Северо-Западном Кавказе подчинено закону вертикальной зональности. Наибольшее видовое разнообразие гастеромицетов отмечено в средне-горном поясе, в смешанных лесах, где имеется большое количество экологических ниш и высокая влажность атмосферного воздуха.

4. Экологические (температура, влажность атмосферного воздуха) и ценотические факторы влияют на динамику развития плодовых тел гастеромицетов в горных биоценозах региона.

5. Гастероидные базидиомицеты можно использовать в качестве биоиндикаторов загрязнения атмосферного воздуха урбоэкосистем тяжелыми металлами.

Апробация работы проходила на: XIX, XXI, XXII, XXIII, межреспубликанских научно-практических конференциях «Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий» (Краснодар, 2007, 2008, 2009, 2010), Международной научной конференции, посвященной 135-летию со дня рождения И. И. Спрыгина (Пенза, 2008), втором и третьем съездах микологов в России (Москва, 2008, 2010), II, III Всероссийских научно-практических конференциях молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, 2008, 2009), 5 Международной конференции «Изучение грибов в биогеоценозах» и 7 Международной конференции «Проблемы лесной фитопатологии и микологии» (Пермь, 2009.), региональной конференции «Биологическое разнообразие и биоресурсы Северо-Западного Кавказа» (Краснодар, 2009), региональных научных конференциях студентов и молодых ученых ВУЗов Южного Федерального округа (Краснодар, 2009, 2010).

Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 16 научных работ, в том числе 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов и 3 приложений, включает 137 страниц основного содержания. Иллюстративный материал представлен 22 таблицами и 54 рисунками. Список использованной литературы содержит 214 источников, из которых 53 на иностранных языках.

выводы.

1. Микобиота гастероидных базидиомицетов важнейших биоценозов Северо-Западного Кавказа насчитывает 42 вида и 1 разновидность, относящихся к 15 родам, 7 семействам и 4 порядкам. Из них 18 видов являются новыми для территории Северо-Западного Кавказа и 15 для Северного Кавказа. Крупнейшие по числу видов семейства: Lycoperdaceae (20 видов) и Phallaceae (7 видов). Крупнейшие роды: Lycoperdon (12 видов), Geastnm (5 видов), Calvatia (4 вида), Scleroderma (4 вида).

2. В биоте гастеромицетов Северо-Западного Кавказа преобладают.

7″ виды голарктического элемента (14 видов — 33,30%). Значительна роль неморального элемента (9 видов — 21,40%). Бореальный и мультирегиональный элементы включают по 8 видов (по 19,05%).

В биоценозах Северо-Западного Кавказа отмечено 3 вида и 1 форма гастеромицетов, нуждающихся в охране. Mutinus caninus необходимо включить в список видов, требующих особого внимания к состоянию их популяций в регионе.

3. Трофическая структура биоты гастеромицетов важнейших биоценозов, района исследований представлена 9 эколого-трофическими группами. Преобладающими трофическими группами являются сапротрофы гумусные (29 видов — 28,70%), подстилочные (18 видов — 17,80%) и развивающиеся на опаде (10 видов — 9,90%), причем, в зависимости от экологических и ценотических условий виды могут переходить из одной трофической группы в другую. По отношению к типу субстрата 22,8% видов изученной микобиты политрофны.

4. Распределение микобиоты гастеромицетов на Северо-Западном Кавказе подчинено закону вертикальной зональности. Наибольшее видовое разнообразие гастеромицетов выявлено в среднегорном (23 вида), нижнегорном (18 видов), а также в степном и лесостепном (11 видов) поясах.

Выделено 5 групп гастеромицетов по приуроченности к основным растительным формациям и ассоциациям района исследований. Преобладают группы видов, встречающихся «исключительно в конкретной ассоциации» (11 видов) и встречающиеся во «многих ассоциациях» (10 видов).

5.Существенное видовое разнообразие (21 вид) и большее количество эколого-трофических групп гастеромицетов (6 видов) выявлено в смешанных среднегорных лесах, где имеется высокая атмосферная влажность воздуха т.

80 — 90%) и значительное количество местообитаний. Наибольшее число видов гастероидных базидиомицетов в биоценозах района исследований трофически связано с основными лесообразующими древесными растениями: буком восточным (17 видов), пихтой кавказской (15 видов), дубом пушистым, дубом скальным, дубом черешчатым (15 видов). Большинство представителей изученной микобиоты (15 видов) трофически и связаны С' несколькими видами лиственных и хвойных древесных растений. Только с одним видом древесного растения связано 8, с несколькими видами лиственных растений — 7 видов, с несколькими видами хвойных растений 5 V видов гастероидных базидиомицетов.

6. 'Подавляющее большинство видов изученных гастероидных базидиомицетов произрастают на почве со слабокислой реакцией (рН=6,0 -6,75). Только один вид Суавпк йМшт развивается на почвах со слабощелочной реакцией (рН=7,3). I.

7. В центральной зоне урбоэкосистемы города Апшеронска в плодовых телах гастеромицетов накапливается в 10 раз больше кадмия, в 3 раза больше свинца и в 1,5 раза больше меди и цинка по сравнению с фоновой зоной. Содержание тяжелых, металлов в плодовых телах грибов из периферической.

ГГ> зоны урбоэкосистемы по кадмию в 13 раз, по свинцу в 16, по цинку и меди в 2 и 2,5 раз соответственно превышает фоновые показатели. Использование гастеромицетов в качестве биоиндикаторов загрязнения атмосферной среды дает возможность получить достоверные данные о содержании тяжелых металлов’в приземном слое воздуха урбоэкосистемы.

8. .Наиболее благоприятные экологические условия для развития.

Дс- «г- — гастеромицетов складываются в горно-лесных биоценозах. В коренной буково-пихтово-разнотравной ассоциации более высокая, чем на контроле относительная влажность воздуха (в среднем на 15%), более низкая, чем на о контроле температура воздуха (в среднем на 4,8 С), что соответствует наибольшему приросту плодовых тел гастеромицетов, в среднем до 7 мм в сутки. } В ассоциации пихтово-буково-папоротниково-разнотравной наблюдается замедление роста плодовых тел гастеромицетов (в среднем до 4 — 5 мм в сутки), зависящее от микроклиматических условий в этой растительной ассоциации.

Существенного влияния освещенности на развитие и суточный прирост плодовых тел гастеромицетов в горно-лесных биоценозах Северо-Западного Кавказа не обнаружено.

9. В результате статистической обработки материала установлено, что на величину спор гастероидных базидиомицетов в горно-лесных биоценозах Северо-Западного Кавказа влияют экологический фактор «субстрат» и не.

ГМ Ч влияет ценотический фактор «ассоциация».