Роль рыжего муравья в парках и лесопарках г.Сургута
реклама
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №3 Роль рыжего лесного муравья в парках и лесопарках города Сургута Выполнила: Казакова Екатерина Федоровна ученица 10 А класса МБОУ СОШ №3 Руководитель: Петренко Елена Николаевна, учитель биологии Город Сургут 2012г. 1 Содержание Введение ..................................................................................................... 3 Глава 1. Происхождение муравьев Глава 2. История изучения муравьев .......................................................... 5 Глава 2. Физико-географические условия района исследования..................7 Глава 3. Материал и методика работы......................................................... 10 Глава 4. Экология рыжего лесного муравья парковых зон г.Сургута ..................................................................................................... 14 4.1 Распределение муравьев в парках г. Сургута ...............................18 4.2 Трофические связи муравьев ...................................................... 20 4.3 Особенности строительства муравейников .................................22 4.3.1 Устройство гнезд муравьев ......................................................23 Выводы ........................................................................................................ 26 Библиографический список .......................................................................27 Приложения ................................................................................................ 28 2 Введение Муравьи играют важную роль в биоценозах лесов и парков. Истребляют мелких беспозвоночных, находятся в симбиотических отношениях с сосущими насекомыми, главным образом с тлями, охраняя которых косвенно могут приносить вред садам и лесам. На хищничестве муравьев основано использование их в борьбе с листо - и хвоегрызущими вредителями леса, для чего искусственно расселяют некоторые виды рыжих лесных муравьев. В лесах умеренного пояса они перемещают и аэрируют грунт не меньше, чем земляные черви. Рыжие лесные муравьи (Formica rufa) - наиболее реальная основа для биологического лесозащитного комплекса. Не претендуя на универсальность, они в тоже время являются звеном, стабилизирующим на высоком уровне плотность большинства полезных насекомых и других, полезных для леса животных. Муравьи рода Formica охраняют и разводят тлей для получения пади. В ряде случаев, например, в садах, буковых лесах, это может принести вред деревьям. Но в хвойных лесах, напротив, увеличение количества тлей не сказывается отрицательно на деревьях, а избыток пади способствует размножению наездников и других полезных паразитических насекомых. В результате прямого и опосредованного воздействия муравьев на лес сохраняются древостой от повреждения вредителей, и обеспечивается более высокая продуктивность насаждений. Последнее приобретает всё более важное значение в условиях участившихся вспышек массивного размножения вредителей леса. Создание и поддержание саморегулирующихся биологических комплексов на основе использования рыжих леечных муравьев совершенно необходимо в ослабленных лесных массивах и резервациях вредителей. В связи с отмеченными выше значениями муравьев, целью нашего исследования стало изучение роли рыжего лесного муравья в парках и лесопарках города Сургута. 3 В результате были поставлены следующие конкретные задачи: 1. Изучить методику исследования муравьев. 2. Изучить распределение рыжего лесного муравья в парках: « Афганцев», «Энергетиков», «За Саймой» и лесопарке «Кедровый Лог» города Сургута. 3. Изучить устройство гнёзд рыжего лесного муравья и особенности строительств муравейников. 4. Определить трофические связи рыжего лесного муравья и их влияние на парковые зоны в городе Сургуте. 4 Глава 1. Происхождение муравьев Обнаруженное в прибалтийском янтаре насекомое Spbecomyrna freyi жило на Земле около 100 млн. лет назад. Это насекомое из верхнего мелового периода имеет жвалы (мандибулы) и грудь, как одиночно живущие осы, но, кроме того, и тонкую талию. Этот факт является свидетельством общего происхождения общественных ос, пчел и муравьев, что позволяет объединить их в одну группу. У насекомых этой группы первоначально забота о потомстве заключалась в том, что взрослые особи создавали запас пищи и откладывали яйца, покидая личинок. Постепенно вырабатывалась привычка следить за ростом потомства и снабжать его пищей на протяжении всего цикла развития. Затем функции особей дифференцировались: лишь часть личинок превратилась в особей, предназначенных для размножения, остальные же становились рабочими. Шмели и осы остановились на этой стадии эволюции. Пчелы и муравьи, формирующие постоянные колонии, продвинулись дальше. Муравьи выдвинулись в отдельную ветвь очень рано, в третичном периоде. Тогда и совершились основные эволюционные события в этой систематической группе, так как известные в настоящее время ископаемые останки (всего около 1500), за небольшими исключениями, относятся к современным родам. Не полные отпечатки таких останков, датирующиеся эоценом или олигоценом (26 – 38 млн. лет назад) и прекрасно сохранившиеся в янтаре Прибалтики и Сицилии, а так же находки более молодого возраста (миоцен) в штате Огайо являются доказательствами древнего разнообразия муравьев и их удивительной приспособленности к многообразным климатическим условиям. Возникшие в условиях сухого климата, муравьи вели наземный образ жизни. Некоторые эволюционно более прогрессивные виды делали гнезда на деревьях. Со временем муравьи завоевали все типы местообитаний – от бесплодных пустынь до горных вершин и полярных областей. 5 Идентифицированные к настоящему времени 7500 видов муравьев, составляют около 1% от всех насекомых земного шара. Некоторые из них снабжены шипами, другие вырабатывают едкие вещества; одни обладают зрением, другие слепы, но все представители этого семейства муравьев характеризуются наличием социальной организации и выделением специальной касты бескрылых рабочих особей. Рыжий муравей Formika rufa, один из наиболее специализированных видов, относится к подсемейству Formicinae. Он населяет Европу и Америку, формируя многочисленные высокоорганизованные сообщества. Глава 2. История изучения муравьев Трудолюбивый и организованный муравей служит прообразом положительного героя, как в идеологии, так и в педагогике. Буддизм предлагает рассматривать муравья как модель настойчивости и любви к труду. В Талмуде – это олицетворение честности. В кельтских и галльских сказках это неутомимый и прилежный служитель. В баснях Лафонтена он играет роль прорицателя. В Индии на модель его собственной жизни ссылаются как на пример участия всех и каждого в достижении земной гармонии. В Мали в некоторых племенах считается, что муравьи научили человека ткать и создавать многие элементы архитектуры. Люди племени бамбара определяют место для рытья колодцев, пользуясь расположением муравейников как указатель. Муравью приписывают целебные добродетели. Когда – то в Марокко впадающих в летаргию больных заставляли глотать муравьев, чтобы они передавали пациенту жизненную энергию. Племена догоннов и бамбара в Мали лечили муравьями бесплодие у женщин, усаживая их на муравейник для того, чтобы бог Амма послал потомство. Другие народы Африки использовали невероятно сильные и мощные мандибулы (жвалы) муравьев – легионеров для окропления концов ран. В наиболее научном плане считается, что муравьиная кислота, открытая 6 еще в 1749 г. Маргграфом, является отличным средством в борьбе против ревматизма. В конце 50-х годов нашего века во многих странах резко повысился интерес к муравьям в связи с поисками стабильных и безопасных средств контролирования численности насекомых-фитофагов. Муравьи наглядно демонстрируют возможности биологических способов борьбы с вредителями леса. По существу, они и до настоящего времени остаются одной из немногих групп энтомофагов, на которые реально могут рассчитывать работники службы леса. Концентрация муравьев в определенных участках леса резко снижает опасность повреждения деревьев насекомыми-вредителями. Муравьи относятся к тем немногим живым существам, которые не только сами приспосабливаются к среде обитания, но и активно перестраивают окружающий мир применительно к своим нуждам, своим задачам. Муравьи вечные строители. Гнезда многих видов поражают своими размерами, сложной и рациональной архитектоникой. Дороги, тоннели, разбросанные по территории убежища для тлей и червецов, грибные сады... Разнообразные способы запасания и хранения пищи, фактическое приручение ряда видов насекомых. И все это при почти абсолютном доминировании инстинктов. Муравьи - отважные воины. К тому же они многочисленны и умеют постоять за себя. Именно благодаря этому муравьи оказались вне конкуренции среди беспозвоночных. Миновала в науке пора описательных работ. Совсем недавно австралийский биолог А, Бетти совершил исследования метаплерина – вещества секрета вырабатываемого грудными железами муравья и обладающего свойствами антибиотиков. При помощи этого секрета они предохраняют яйца и личинок от плесени в подземном гнезде, так как выделения железы. Эффективны против золотистого стафилоккока и грибка Candida albicans он вызывает разнообразные болезни. Расширяя масштабы хозяйственной деятельности, человек повсеместно вовлекает муравьев в сферу непосредственного влияния, изменяет при этом 7 свойственную им среду обитания. Одни муравьи превращаются в такой ситуации в наших противников, других мы начинаем использовать как помощников. И тут оказалось, что муравьи требуют самого серьезного отношения, и когда помогают, и когда вредят. Чисто академический интерес к муравьям сменился особенностей их острой необходимостью глубокого познания жизни, разработки биологических основ охраны и использования полезных видов и борьбы с вредными видами. В изучении муравьев теперь участвуют ученые различных специальностей: лесоводы и медики, математики и экологи, специалисты по проблемам управления, ботанике и защите растений. Фронт изучения муравьев постоянно расширяется, в качестве объектов исследования используются все новые и новые виды. Разнообразнее становится тематика работ. В ряде стран изучением муравьев заняты целые лаборатории. По мере углубления наших знаний о муравьях выявляются общие принципы образа их жизни, организации. Наиболее характерное, свойственное всем муравьям качество — их «социальность», обязательное существование только сообществами (семьями, общинами). Именно социальность во всем разнообразии ее проявлений и форм у муравьев позволила им занять столь почетное место в мире беспозвоночных животных. Эволюция муравьев - это прежде всего процесс развития общинного образа жизни. Ряд характеристик муравьиной общины свойствен и другим общественным насекомым: пчелам, общественным осам, термитам. Некоторые моменты имеют и общебиологическое значение. Поэтому изучение образа жизни муравьев, никогда не было узкоспециальной задачей. Во многих отношениях муравейник представляет собой удобный модельный объект для исследования принципов организации биологических систем, структуры популяции и ряда важных, для науки и практики проблем. 8 Глава 3. Физико-географические условия района исследования Исследуемые нами участки расположены в лесоболотной зоне средней тайги Западно-Сибирской равнины, что стало причиной многих особенностей как климата данной местности, так и многих характеристик почв, и других важных физико-географических показателей. Исследования проводились в парках города Сургута, а именно: в парке «Афганцев», в парке «За Саймой», в парке «Энергетиков» и лесопарковой зоне «Кедровый Лог». 3.1.Характеристика рельефа и почв Сургут занимает пониженные пространства широтного отрезка долины р. Оби и примыкающие к ним участки Среднеобской низменности. Основными элементами рельефа являются широкие междуречья, речные долины, болота. Равнинный рельеф территории способствует зональному распределению растительного покрова, которое в значительной степени нарушается сильной заболоченностью огромных площадей водораздельных пространств. Наиболее характерными почвами являются песчаный грунт, торфяные болота, а также встречаются суглинистые разновидности почв. Территория находится в пределах распространения многолетней мерзлоты и длительной сезонной мерзлоты. В связи с поступлением недостаточного количества тепла, почва летом оттаивает на небольшую глубину, и влага просачивается лишь до слоя многолетней мерзлоты. Поэтому даже при небольшом количестве осадков поверхностные горизонты оказываются переувлажнёнными. На исследуемой территории отличается ярко выраженная антропогенная нагрузка - асфальтированные дорожки, свалки разного мусора, вытаптывание земли и травяного покрова. 3.2.Характеристика климата Климат исследуемой территории резко континентальный, с довольно суровой и продолжительной зимой и относительно тёплым, но коротким 9 летним периодом. Также для исследуемого района, характерны ранние осенние и поздние весенние заморозки. Обычным явлением для данной территории является быстрая смена погодных условий. Самый холодный месяц в году — январь, его среднемесячная температура составляет -22°С. Среднемесячная температура самого тёплого месяца, июля +16,9°С. Для района исследования характерна суровая, продолжительная зима, которая устанавливается, обычно в первой половине октября и длится более шести месяцев, другими словами, вплоть до середины марта. Среднегодовое количество осадков 676 мм. Тёплый период года длится приблизительно, с апреля по октябрь. В это время выпадает 467 мм осадков, что составляет приблизительно 68-70% от общегодового количества. В течение холодного периода, длящегося с ноября по март - 209 мм, что составляет 30-32% от количества осадков, выпадающих за год. Суммарное количество осадков год от года может значительно отклоняться от среднего значения. Средней датой появления снежного покрова считается 10 октября, но, в зависимости от погодных условий, снежный покров может появиться как в конце сентября, так и в начале ноября. Средняя дата образования устойчивого снежного покрова - 23 октября. Средними сроками разрушения и окончательного схода устойчивого снежного покрова считаются начало мая и середина мая соответственно. Преобладающими в течение года, что особенно характерно для зимнего времени года, являются ветры западного и юго - западного направлений. Для летнего периода преобладающими являются ветры северного направления, реже повторяются восточные, западные ветры и северо - западные ветры. 3.3. Характеристика растительного сообщества По геоботаническому районированию исследуемая территория относится к подзоне средней тайги. Вследствие суровости климатических условий и сильной заболоченности местности, а так же антропогенного воздействия 10 человека состав лесообразующих пород не отличается большим разнообразием. Доминируют хвойные породы: ель сибирская, кедр, сосна. Подлесок редкий, представлен некоторыми видами берёзы, осины, различными видами ивовых, реже встречается рябина. Под пологом леса в парке «За Саймой» и лесопарковой зоне «Кедровый Лог» хорошо развит зелёный мох (кукушкин лён). Для возвышенных участков с песчаными подзолистыми почвами характерны лишайники, а на заболоченных водоразделах хорошо развит покров сфагнового мха. Исследование проводилось в парках города Сургута в летний и осенний период 2009 – 2011 годов. Нами были выбраны три парка: парк «Афганцев», парк «За Саймой», парк «Энергетиков» и лесопарковая зона «Кедровый Лог». Растительность парков «Энергетиков» и «Афганцев» представлена древесными породами: елью сибирской, кедром и сосной последняя из которых преобладает. В парке «За Саймой» и лесопарковой зоне «Кедровый лог», помимо перечисленных пород, встречаются: березы, осины, ивовые, рябина. Среди кустарничков больше всех встречается брусника, черника. Травянистая растительность развита слабо. Она представлена мхом, лишайниками, багульником, звездчаткой и др. Глава 4. Материал и методика работы При изучении муравьев в первую очередь были использованы два простейших метода - это визуальный осмотр территории и ручной отбор муравьев для определения их видовой принадлежности. Существует множество методов для изучения муравьев. Вот один из них. Для учёта приносимой муравьями в гнездо добычи используется метод автоматического сбора (Шовен Chavin. 1966). С помощью этого метода можно определить как количество добычи, так и её видовой состав в разное время суток и в разные периоды. Вокруг муравейника укрепляется картонная ограда высотой 25см и диаметром 2 м. ограда пропитывается мазутом, обладающим 11 отпугивающими свойствами для муравьев. В ограде на высоте 10-15 см делают два отверстия и сквозь каждое пропускают по дощечке. У одной дощечки конец находится около земли за пределами ограды, по ней муравьи могут только входить. Под входной дощечкой внутри ограды помещается деревянный ящик с мелкими отверстиями в стенках и с металлической гладкой воронкой сверху. Приползающие муравьи проваливаются в воронку, оставляют в воронке свою добычу, а сами выходят через боковые отверстия в стенках ящика. Для учёта гнёзд муравьев существует множество методов. Рассмотрим некоторые из них. Н. И. Нефёдов (1939) применил метод площадок. На обследуемой территории по профилю отбирают площадки в 100 м 2 на равном расстоянии друг от друга. Описывают растительность, затем по частям тщательно осматривают каждую стометровую площадку. Подсчитывают найденные гнёзда. Так учитывают количество гнёзд на определённой площади. Два метода учёта гнёзд муравьев рода Formica описывает В. Ф. Добрачёв (1966). 1 метод. На площади 100 га закладывают 10 пробных площадок размером 100х 100 м и ведут на них сплошной пересчёт гнёзд. 2 метод. Этот метод является маршрутным. На площади 100 га прокладывают 10 маршрутов, каждый длиной 500 м и шириной 25 м в среднеполотных и 15 м высокополотных насаждениях. Независимо от метода учёта обнаруженные гнёзда наносятся на план, нумеруются и описываются. Учёт количества особей в одном гнезде (к этому прибегают в крайних случаях) проводят разными способами. В небольших гнёздах проводят полный учёт, а в больших определяют объём кучи гнезда, выбирают лишь часть (определённый объём), подсчитывают муравьев и путём пересчёта выясняют 12 количество их во всём гнезде. Для учёта количества особей в одном гнезде нужно произвести подсчёт их в нескольких муравейниках, а потом вывести среднее на одно гнездо. Лучшее время для такого учёта - поздняя осень, когда все особи находятся в муравейнике. Гнездовой материал забирают в плотные мешки. Для выборки насекомых можно воспользоваться термоэлектором, при его отсутствии пробу замаривают и отдельными порциями просматривают, выбирая из них муравьев вручную. Подсчитав число муравьев в гнезде, можно высчитать возможное их количество на определённой площади. Прежде чем приступить к проведению работ по изучению муравьев, следует дать краткую характеристику тому биотопу, в котором проводятся работы.. В первую очередь следует указать область, район, приблизительное расстояние и направление до ближайшего крупного населённого пункта, имеющегося на общедоступных картах, лесхоз, лесничество, квартал. Затем следует дать характеристику древесному ярусу (необходимо указать состав и соотношение древесных пород, возраст деревьев и сомкнутость крон). Характеристика кустарникового яруса заключается в том, чтобы оценить видовой состав кустарников и их высоту. Исследования проходили в 1-ой и 3-ей декаде сентября 2008 года на территории парков города Сургута. По характеристике растительных сообществ эти парки практически сходны. Из древесных пород широко представлены сосны, а также встречается ель сибирская и кедр. Сомкнутость крон равна 0,5-50%. Ветви деревьев на половину закрывают небо. Из кустарничков преобладает брусника. Высота маленькая - 20- 30 см,. Травянистый ярус представлен багульником, мхом, лишайниками. Преобладают мхи и лишайники. В парке «За Саймой» почва, закрытая травой, составляет 95%, что не сказать о других парках, где травяной покров скуден и менее разнообразен. Составив описание биотопов, в котором проводились работы, и, изучив методику отбора муравьев, нами использовались следующие методы: 13 1. Визуальный осмотр территории 2. Ручной отбор муравьев для определения их видовой принадлежности 3. Для учёта гнёзд муравьев рода Formica (1 метод В. Ф. Добрачёва) 14 Карта парка «Энергетиков» и парка «Афганцев» 15 16 Глава 4. Экология рыжего лесного муравья Всё живое связано с окружающей средой и оказывает на нее определённое воздействие. Малочисленные, с ничтожной плотностью поселения виды лишь в исключительных случаях могут сколько-нибудь заметно повлиять на биоценоз. Чем многочисленнее вид, выше численность и биомасса на единицу площади, тем значительнее его биоценотическая роль. Значимость муравьев обусловлена их многочисленностью. Но не только этим. 17 Важны и особенности образа жизни муравьев, их питания и связей с другими животными, растениями, почвой. Основные аспекты воздействия муравьев на биогеоценоз можно разделить на две группы: связанные с сооружением гнезда и постоянством места поселения (кочующие муравьи здесь не рассматриваются) и обусловленные трофическими связями муравьев с другими группами животных и растениями. К первой группе относятся такие важные стороны деятельности муравьев, как концентрация и ускоренное разложение растительных остатков, аэрация и улучшение водного режима и структуры почв. Во вторую группу входят хищническая и собирательная деятельность муравьев, их трофобиоз с тлями и другими выделяющими падь насекомыми, а также связи муравьев с рядом позвоночных животных. В целом влияние муравьев на окружающую среду, несомненно, благоприятное. Это воздействие наиболее полно изучено в лесу на примере рыжих лесных муравьев. В результате многолетнего положительного влияния этих муравьев на лес увеличивается продуктивность основного яруса деревьев и всего насаждения в целом, а также повышается биологическая устойчивость лесов. Результаты воздействия рыжих лесных муравьев на лес многообразны. Непосредственное влияние муравейника: обогащение почвы гумусом, К, N, Р, Mg в доступных для растений формах; насекомоядных 18 увеличение численности птиц; увеличение численности промысловых птиц; возобновление требовательных к почве лесных пород. Опосредованное влияние муравейника: снижение численности стволовых вредителей; увеличение прироста древостоя; повышение продуктивности охотничьих угодий; сохранение прироста и крон деревьев в очагах вредителей; повышение продуктивности леса; повышение биологической устойчивости насаждений. Рыжих лесных муравьев уже в течение ряда лет используют в практике защиты леса. Пока что отрабатываются методы переселения муравейников и накапливаются данные об особенностях взаимодействия муравьев с отдельными вредителями в различных условиях. Рыжие лесные муравьи обеспечивают сохранность насаждений от повреждения таких хозяйственно важных хвое- и листогрызущих вредителей, как сосновая совка, сосновая пяденица, зимняя пяденица, малый еловый пилильщик, рыжий сосновый пилильщик, обыкновенный сосновый пилильщик, ткач-пилильщик, берёзовый пилильщик, сосновый шелкопряд и др. Активно уничтожают рыжие лесные муравьи гусениц дубовой зелёной листовёртки, монашенки, непарного шелкопряда, совки-лишайницы, лиственничной минирующей моли и многих других. Благодаря трофобиозу с тлями и другими сосущими насекомыми рыжие лесные муравьи получают важную с позиции лесозащиты возможность сохранять высокий уровень численности населения муравейников в периоды депрессии массовых видов насекомых. Даже при непосредственном взаимодействии с вредителями роль муравьев выходит за рамки прямого хищничества. Крупные насекомые изгоняются муравьями с охраняемой территории: отмечено, что муравьи нападают на бабочек, производящих яйцекладку; в результате количество яиц, отложенных вблизи муравейников, уменьшается. Кроме того, муравьи способствуют распространению среди вредителей различных заболеваний, так как ослабевшие после нападения муравьев гусеницы становятся более восприимчивыми к болезням. 19 Сами муравьи служат пищей для некоторых позвоночных животных (певчие птицы, пищухи, дятлы и др.), численность которых в лесах, заселённых муравьями, возрастает. Рост численности дятлов и других птиц способствует оздоровлению леса. Через дятлов муравьи опосредованно влияют на плотность стволовых вредителей. Рыжие лесные муравьи являются активными почвообразователями, а также участвуют в расселении ряда растений. Важной особенностью рыжих лесных муравьев как основы биологического лесозащитного комплекса является характер их взаимодействия с другими полезными для леса животными. Оценка таких взаимодействий лишь по встречаемости тех или иных полезных беспозвоночных в добыче муравьев так же неверна, как и оценка подобным способом влияния муравьев на вредителей. Определение плотности популяций различных хищных и паразитических насекомых в сфере влияния муравейников и вне её показали, что численность большинства полезных беспозвоночных (бракониды, халыщды, кокцинелиды и др.) вблизи муравейников имеет тенденцию к увеличению. На другие группы полезных беспозвоночных (хищные и паразитические двукрылые, пауки, сетчатокрылые и др.) муравьи не влияют. Численность крупных наездниковихнемонид и крупных жужелиц в присутствии муравьев начинает снижаться только вокруг самых больших муравейников. Это следствие территориальности воздействия муравьев существенно, так как данный принцип распространяется на все сферы влияния муравьев: при небольшой плотности поселения рыжих лесных муравьев они не в состоянии обеспечить защиту насаждений от вредителей, но и не снижают численности других полезных насекомых. При этом муравьи как фактор смертности вредителей дополняют другие факторы. Если плотность поселения муравьев достаточно высока, численность некоторых крупных паразитов и хищников снижается, но роль этих насекомых компенсируется муравьями. Важно также, что крупных жужелиц и наездников муравьи, как правило, не уничтожают, а лишь изгоняют в 20 нейтральные зоны на стыках охраняемых территорий и за пределы муравьиных колоний. Точно так же воздействуют рыжие лесные муравьи на другие группы 21 муравьев, имеющих значение как энтомофаги и почвообразователи. Эти виды обычно вытесняются на окраины кормовых участков семьи рыжих лесных муравьев. В результате за счёт изменения времени охоты и расслоения по ярусам подстилки и растительности в пределах многовидных ассоциаций муравейников происходит наиболее полное использование кормовых угодий. Несомненное достоинство рыжих лесных муравьев как объекта биометода-простота способов использования их в лесозащите, дешевизна метода. Разработанные и опробированные на практике методы искусственного переселения рыжих лесных муравьев позволяют использовать их как эффективное средство биологической защиты насаждений. 22 4.1. Распределение муравьев в парках города Сургута Муравьи - это прежде всего фактор повышения продуктивности леса, т.е. использование их должно иметь не только лесозащитную, но и лесоводческую направленность. В общих мероприятиях по повышению продуктивности земель муравьи должны быть использованы не только в лесу, но и в других растительных зонах. В ряде случаев муравьи могут служить как индикаторы определённых условий среды и их изменений. Важной характеристикой рыжих лесных муравьев является их постоянная привязанность к месту поселения и территориальность. Локальные ассоциации муравейников занимают в оптимальных условиях сотни гектаров постоянно контролируемой территории, на которой муравьи способствуют сохранности древостоев. Исследование проходило в таких парках города Сургута, как; парк «Афганцев», парк «За Саймой» и парк «Энергетиков». Все три парка представлены территориями, на которых растут сосны, т.е. сосновым лесом. Но встречаются также лиственные деревья в парке «За Саймой» и в парке «Афганцев», это берёзы. Визуально осмотрев данные местности, а именно по наличию муравейников, нами было выявлено, что в парке «Афганцев» и «Энергетиков» муравьев нет. Не было найдено ни одного муравейника. Это объясняется местоположением данных парков, их занимаемой территорией и площадью. Парк «Афганцев» имеет площадь 3,76 га. Его местоположение в первую очередь сказывается на распределении муравьев, так как он находится в центре города, в жилой зоне, где наиболее проявляется антропогенное влияние, а именно вытаптывание земли. С одной стороны он окружен дорогой, с другойжилыми постройками. Отсюда и загрязнение воздуха, вызываемое выхлопными газами автомобилей, а также массивное посещение людьми этого парка. Парк «Энергетиков» занимает территорию 3, 92 га. Он тоже окружен с одной стороны автомобильной дорогой, с другой- жилыми домами, а с третьей23 спортивным комплексом. Здесь также активно наблюдается антропогенная деятельность - вытаптывание земли и травяного покрова. Воздух тоже загрязнен парами газов. А вот парк «За Саймой» имеет более благоприятное местоположение для расселения муравьев. Лесопарковая зона площадью 45,13 га, расположена в междуречье р. Сайма. По сравнению с другими исследуемыми парками, площадь этого намного больше, а это является одной из причин расселения в данном парке муравьев, а именно найденных нами рыжих лесных муравьев. Также он расположен не так близко к жилым постройкам и автомобильным трассам. И свою очередь является причиной нахождения здесь данных муравьев. В этой парковой зоне также меньше сказывается антропогенное воздействие. Таким образом, из всех трёх исследуемых парков нами были обнаружены муравейники и собраны муравьи рода Formica rufa- рыжий лесной муравей только в парке «За Саймой» (см. Приложение 1). 24 4.2. Трофические связи муравьев Большинство муравьев охотятся на различных беспозвоночных, используя добываемую таким путём белковую пищу для выкармливания молоди. Многочисленная молодь требует огромных количеств пищи, что вынуждает фуражиров неустанно искать добычу. Значение хищничества муравьев для популяции насекомых-жертв зависит от размеров семей и плотности поселения различных видов муравьев. Некоторые муравьи как хищники могут подавлять размножившийся вид жертвы на контролируемых муравьями территориях. Этому способствует установленное Г. М. Длусским явление реактивности муравьев на пищу. Суть его сводится к переключению фуражиров на добычу, ставшую наиболее массовой. А ведь именно в случае массового размножения насекомое-фитофаг и становится вредителем. В этом случае оно приносит ущерб лесу или сельскохозяйственным растениям, а значит - хозяйственным интересам человека. Многочисленными исследователями на позвоночных животных показано, что хищники, как правило, способствуют оздоровлению популяции жертвы, поскольку изымают наиболее слабых, больных, малоподвижных животных. В некоторых выступлениях данный принцип механически переносится и на муравьев. Это ошибочная позиция, так как она не учитывает особенности поведения муравьев-охотников. Дело в том, что муравьи охотятся почти исключительно на подвижную добычу, неподвижных насекомых они обычно не замечают, т.е. больные (малоподвижные) и мёртвые насекомые становятся добычей муравьев в последнюю очередь (обычно при недостатке здоровых). Это относится ко всем хищным муравьям. Хищничество муравьев — безусловно положительный фактор, действие которого направлено на стабилизацию биоценоза и сохранение его основных растительных компонентов (в лесу - древесного яруса). Муравьи, как и большинство остальных перепончатокрылых, питаются углеводной и белковой пищей. Углеводная пища — это «горючее» для 25 жизнедеятельности взрослых муравьев, а белковой пищей кормятся личинки и плодущие самки. В большинстве случаев источником белковой пищи служат различные насекомые, на которых охотятся рабочие, но могут служить также грибы или семена растений. Часть белковой пищи рабочие поедают сами, так как самок они кормят выделениями слюнных желез. Этими же веществами кормят и личинок, но иногда они питаются самостоятельно кусочками насекомых, которые им приносят рабочие. Хотя муравьи могут питаться сахарами на цветах, на соке деревьев и т. д., но основным источником углеводной пищи для них служат содержащие большое количество Сахаров экскременты тлей — падь. Симбиоз муравьев с тлями, начало изучению которого было положено крупным русским энтомологом А. К. Мордвилко, возник, видимо, очень давно. (В янтаре обнаружены муравьи вместе с тлями.) На это указывает и целый ряд приспособлений тлей, служащих для облегчения питания муравьев падью, и сложные инстинкты муравьев, связанные с заботой о тлях. За сладкие экскременты муравьи охраняют тлей от вредителей, уносят самок на зиму в муравейники, переносят тлей на наиболее сочные молодые побеги. В результате скорость развития и размножения колоний тлей, охраняемых муравьями, гораздо выше, чем в колониях того же вида без муравьев. В ряде случаев, способствуя размножению тлей, муравьи могут приносить серьезный вред. Однако в наших лесах рыжие лесные муравьи разводят те виды тлей, которые серьезного вреда деревьям причинить не могут. Большинство лесных муравьев - хищники, активно истребляющие вредителей леса. Рыжие лесные муравьи — эффективные защитники насаждений от хвоегрызущих и листогрызущих вредителей. В добыче муравьев преобладают вредные насекомые. Во время массового размножения вредители в добыче муравьев составляют 90% и более. Учёт приносимой пищи проводили на всех тропах выбранных для исследования муравейников поочередно по 15-20 минут каждый час суточной активности муравьев. Состав приносимой пищи представлен в таблице (см. Приложение 2). 26 4.3 Особенности строительства муравейников Муравейники состоят из хвоинок, мелких веточек, кусочков коры и растительного мусора. На первый взгляд кажется, что весь этот мусор набросан беспорядочно. Однако оказывается, что даже в самый сильный дождь поверхность муравейника не промокает и все внутренние ходы и камеры остаются сухими. Началом для постройки гнезд зачастую служит старый пень. Рыжие лесные муравьи собирают с окружающей гнездо территории древесные и травянистые частицы, веточки, хвою, чешуйки, травинки и т.д., концентрируя их в муравейниках, где разложение этих частиц идет значительно быстрее, чем на поверхности почвы. На территории парка «За Саймой» и лесопарка «Кедровый Лог» нами били обнаружены муравейники с внешним земляным валом (77, 3%), со скрытым земляным валом (12,1%), погруженные гнезда (9,6%), вторичные гнезда (1%). С внешним земляным валом 27 С внешним земляным валом Со скрытым валом 28 Со скрытым валом Со скрытым валом 29 Погруженное гнездо Вторичное гнездо 30 Учёт материалов, приносимых муравьями для строительного гнезда, проводился на найденных нами муравейниках в парке «За Саймой» и лесопарке «Кедровый Лог». В результате наблюдений отмечено, что муравьи приносили для строительства гнезда хвоинки (80%), веточки сосен (15%), травинки (10%), опавшие листья (5%) и не обнаружено было смолы (см. Приложение 3). 4.3.1 Устройство гнёзд муравьев Гнёзда рыжих лесных муравьев старше 10 лет и диаметром более 1м как «фабрики плодородия» настолько мощны, что в состоянии оказать серьёзное влияние на рост не только произрастающих непосредственно у муравейников трав и кустарников, но и деревьев, достаточно удалённых от муравейников. Корни деревьев распространяются под поверхностью почвы на несколько метров. Попадая в зону влияния гнезда, они буйно разрастаются, используя накапливаемые под муравейником питательные вещества. Отмечен более быстрый рост сосны в местах, где имеется большое число муравейников. Гораздо выше и гуще вокруг муравейников травостой. В муравейниках формируются и население для будущих фаз развития ценоза. Среди мирмекофилов («любящих муравьев») — тяготеющих к муравейникам беспозвоночных (их насчитывается несколько сот видов) многие избирают гнездо муравьев как место обитания именно потому, что здесь быстрее идёт процесс гумификации, лучше структура и водный режим почв, т.е. достигнут тот уровень развития почв, который предстоит окружающей территории только в отдалённом будущем. Многие мирмекофилы также вносят свою лепту в почвообразующую деятельность муравейника. Большинство муравьев живет в земле. Гнезда их состоят из большого количества камер, соединенных между собой ходами. Часто имеется также вертикальный ход с небольшими камерами, называемый стволом, идущий на большую глубину, иногда на несколько метров. Глубина подземных гнёзд 31 различна у разных видов: от 30-40 см у некоторых мимрик до 1,5-2 м у некоторых видов рода формика или у степных муравьев - бегунков. А у пустынных муравьев—жнецов стволы гнёзд могут опускаться на глубину более 10 м. Может наступить такой момент, когда семье не хватит места даже в гнезде с несколькими стволами. В таком случае рядом со старым гнездом строится новое, соединённое с ним горизонтальной подземной галереей, затем еще одно и т.д. Такое «сверхгнездо» называется многосекционным, а отдельные его гнёзда секциями. Многие муравьи живут в древесине деревьев и в наружных гнездах из картона или листьев. Хотя гнёзда с наружными постройками (кучками, холмиками) строит лишь незначительное число видов муравьев наших лесов, именно эти гнёзда наиболее заметны и известны лучше других. Различают 4 типа надземных построек: 1. Моховые кочки характерны для болотного муравья и некоторых мирмик и встречаются там, где мох образует сплошной покров на значительных участках, например, на болотах или ельниках-зеленомопшиках и сосняках-зеленомошниках. Муравьи заполняют пространство между стеблями, кусочками отмерших растений и частицами почвы. В результате образуется небольшая рыхлая многоярусная постройка, возвышающаяся над землёй. Обычно в ней бывает множество куколок и личинок. 2. Земляные кочки особенно характерны для жёлтого и чёрного садовых муравьев, но могут встречаться и у других видов, например у бурого лесного и прыткого муравьев. Материалом для таких сооружений служит земля, вынесенная из ходов и камер при постройке подземного гнезда. 3. Холмики из земли и растительных остатков строят все виды тонкоголовых муравьев. Эти холмики представляют собой земляную кочку, прикрытую тонким (1-5 см) слоем аккуратно уложенных сухих стеблей 32 травы, хвоинок и других растительных частиц. 4. Холмики из растительных остатков («муравьиные кучи») строят все виды рыжих лесных муравьев, луговой, черноголовый и асноголовый муравьи. Такие холмики — наиболее сложные постройки муравьев. Гнездо рыжих лесных муравьев состоит из купола, внутреннего конуса, вала и подземной части с многими стволами с глубиной до 1-2 м. В валу располагаются камеры поверхностной горизонтальной системы. Купол состоит из хвои и мелких веточек и выполняет главным образом защитную функцию. Внешняя его часть, или покровный слой, уложен так плотно, что даже в самый сильный дождь вода стекает с купола и промокает только его верхняя часть. Подпокровный слой более рыхлый, поэтому купол хорошо защищает внутреннюю часть гнезда как от перегрева, так и от охлаждения. Внутренний конус состоит в главным образом из сравнительно крупных веточек. Во внутреннем конусе с весны до конца лета поддерживается почти постоянная температура 26-29°, и здесь происходит все развитие расплода. Зимуют муравьи в камерах вала и подземной части гнезда. Гнёзда у муравьев помогают защитить потомство от врагов и личинки и яйца от высыхания. Земляная кочка или купол из растительных остатков, лишенные растительного покрова, хорошо прогреваются на солнце и днём температура на их южных склонах может достигать 40-50°С. Это даёт муравьям возможность выбрать для личинок наиболее подходящие условия. У наиболее высокоорганизованных муравьев, в частности у рыжих лесных, рабочие особи могут активно регулировать температуру в гнезде. Население средних гнезд насчитывает около 500 000 особей, а в крупных бывает до миллиона муравьев. Каждая семья владеет обособленной, охраняемой территорией, в пределы которой другие муравьи не допускаются. На ней муравьи прокладьшают запаховые дороги, по которым транспортируют пищевые продукты и строительный материал. Длина дорог может превышать 100 33 м, а их общая протяженность доходить до 1000 м (см. Приложение 4). Проводились замеры муравейников, найденных в парке «За Саймой» (см приложение 4). Выводы 1. В результате проведённых исследований на территории парков города Сургута были обнаружены рыжие лесные муравьи (Formica rufa). Исследование муравьев проводилось с помощью методики их сбора и учёта. 2. По собранному нами материалу мы изучили распределение муравьев Е парках города Сургута. При обследовании парка «За Саймой» былс обнаружено на 1 гектаре 24 куполообразных муравейников конической формы .которые располагались в 5-10 и 10-15 м друг от друга. 3. А также изучили устройство гнёзд муравьев и выявили особенности строительства муравейников. Гнёзда рыжих лесных муравьев представлены холмиками из растительных остатков, а именно: из веточек, из хвоинок, из опавших листьев, сухих травинок и прочего растительного мусора. Высота исследованных нами муравейников достаточно высока. Исследовав распределение, трофические связи, устройство гнёзд и особенности строительства муравейников рыжего лесного муравья, мы изучили экологию рыжего лесного муравья. Присутствие этих муравьев в парках нашегс города говорит о продуктивности лесных массивов, насаждений, а также о роли, выполняемой рыжими лесными муравьями - лесозащитной, так как 34 ОНИ очищают лес от вредителей, улучшают состояние почв, являются кормовой базой некоторых животных, что позволяет повысить численность этга животных. Таким образом, муравьи служат индикаторами определённых условий среды. 35 Библиографический список 1. Длусский Г. М. , Букин А. П. Знакомтесь: муравьи! - М: Агропромиздат, 1986. - 223с. 2. Дмитриенко В. К., Петренко Е. С. Муравьи таёжных биоценозов Сибири - Новосибирск: изд. «Наука», 1976 3. Захаров А. а. Муравей, семья, колония. - М.: Наука, 1978. - 144с, ил., 1 л. Ил.- (Серия «Человек и окружающая среда»). 4. Шарова И. X. Зоология беспозвоночных - Москва: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС.-592с. Websites: http:antclub.orgl/rode http:/dendrology.ru/forest/item http:/cobr/kts/ru/proys/eko/bespozv/ras http:/floranimal.ru/national/park 36
