Комплексы эпигейных паукообразных и жужелиц в загрязненных металлами лесах: есть ли признаки восстановления после снижения выбросов Среднеуральского медеплавильного завода?
- Авторы: Бельская Е.А.1, Созонтов А.Н.1, Золотарев М.П.1, Воробейчик Е.Л.1
-
Учреждения:
- Институт экологии растений и животных УрО РАН
- Выпуск: № 1 (2025)
- Страницы: 34-52
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.eco-vector.com/0367-0597/article/view/682264
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0367059725010032
- EDN: https://elibrary.ru/utnbwz
- ID: 682264
Цитировать
Аннотация
Информация об естественном восстановлении сообществ герпетобионтных беспозвоночных после сокращения промышленных выбросов фрагментарна. Мы анализировали комплексы эпигейных паукообразных (пауки и сенокосцы) и жужелиц елово-пихтовых лесов южной тайги на двух участках – фоновом и загрязненном многолетними выбросами Среднеуральского медеплавильного завода. Сравнивали два периода – относительно высоких (2005 г.) и почти прекратившихся в 2010 г. выбросов (2018 г.). Тестировали гипотезу о сглаживании различий между участками ко второму периоду по сравнению с первым. Оценивали динамическую плотность, видовое богатство и структуру таксоценов, а также обилие групп, выделенных на основе экологических свойств (размер тела, преферендумы к влажности, ярусу обитания и типу местообитания, способ охоты (для паукообразных), степень мобильности и тип питания (для жужелиц)). Гипотеза не подтвердилась: различия между участками сохранились по общему обилию, видовому богатству и видовой структуре таксоценов. Отмечены некоторые признаки восстановления комплекса паукообразных – «линифиидизация» (замещение видов семейства Lycosidae видами семейства Linyphiidae), увеличение обилия сенокосцев, появление видов, ранее характерных только для фоновых лесов. Для жужелиц такие признаки отсутствуют: сохраняются черты, присущие комплексам загрязненных территорий – повышенная доля миксофитофагов, отсутствие видов с крупными особями.
Полный текст

Об авторах
Е. А. Бельская
Институт экологии растений и животных УрО РАН
Email: ev@ipae.uran.ru
Россия, 620144 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202
А. Н. Созонтов
Институт экологии растений и животных УрО РАН
Email: ev@ipae.uran.ru
Россия, 620144 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202
М. П. Золотарев
Институт экологии растений и животных УрО РАН
Email: ev@ipae.uran.ru
Россия, 620144 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202
Е. Л. Воробейчик
Институт экологии растений и животных УрО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: ev@ipae.uran.ru
Россия, 620144 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202
Список литературы
- Воробейчик Е.Л. Естественное восстановление наземных экосистем после прекращения промышленного загрязнения. 1. Обзор современного состояния исследований // Экология. 2022. № 1. C. 3–41. https://doi.org/10.31857/S0367059722010115
- Babin‐Fenske J., Anand M. Terrestrial insect communities and the restoration of an industrially perturbed landscape: Assessing success and surrogacy // Restoration Ecology. 2010. V. 18. № s1. P. 73–84. https://doi.org/10.1111/j.1526-100X.2010.00665.x
- Niemeyer J.C., Nogueira M.A., Carvalho G.M. et al. Functional and structural parameters to assess the ecological status of a metal contaminated area in the tropics // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2012. V. 86. P. 188–197. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2012.09.013
- Perner J., Voigt W., Bährmann R. et al. Responses of arthropods to plant diversity: changes after pollution cessation // Ecography. 2003. V. 26. № 6. P. 788–800. https://doi.org/10.1111/j.0906-7590.2003.03549.x
- Braun S.D., Jones T.H., Perner J. Shifting average body size during regeneration after pollution – a case study using ground beetle assemblages // Ecological Entomology. 2004. V. 29. № 5. P. 543–554. https://doi.org/10.1111/j.0307-6946.2004.00643.x
- Lövei G.L., Magura T. Body size changes in ground beetle assemblages – a reanalysis of Braun et al.(2004)’s data // Ecological Entomology. 2006. V. 31. № 5. P. 411–414. https://doi.org/10.1111/j.1365-2311.2006.00794.x
- Lavelle P., Decaëns T., Aubert M. et al. Soil invertebrates and ecosystem services // European Journal of Soil Biology. 2006. V. 42. P. S3–S15. https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2006.10.002
- Niemelä J., Haila Y., Halme E. et al. Small-scale heterogeneity in the spatial distribution of carabid beetles in the southern Finnish taiga // Journal of Biogeography. 1992. V. 19. P. 173–181. https://doi.org/10.2307/2845503
- Koivula M., Punttila P., Haila Y., Niemelä J. Leaf litter and the small-scale distribution of carabid beetles (Coleoptera, Carabidae) in the boreal forest // Ecography. 1999. V. 22. № 4. P. 424–435.
- Magura T., Tóthmérész B., Molnár T. Changes in carabid beetle assemblages along an urbanisation gradient in the city of Debrecen, Hungary // Landscape Ecol. 2004. V. 19. № 7. P. 747–759.
- Paoletti M.G., Bressan M., Edwards C.A. Soil invertebrates as bioindicators of human disturbance // Critical Reviews in Plant Sciences. 1996. V. 15. № 1. P. 21–62. https://doi.org/10.1080/07352689609701935
- Afgin S.S., Luff M.L. Ground beetles (Coleoptera: Carabidae) as bioindicators of human impact // Munis Entomol. Zool. 2010. V. 5. № 1. P. 209–215.
- Koivula M.J. Useful model organisms, indicators, or both? Ground beetles (Coleoptera, Carabidae) reflecting environmental conditions // Zookeys. 2011. № 100. P. 287–317. https://doi.org/10.3897/zookeys.100.1533
- Zmudzki S., Laskowski R. Biodiversity and structure of spider communities along a metal pollution gradient // Ecotoxicology. 2012. V. 21. P. 1523–1532. https://doi.org/10.1007/s10646-012-0906-3
- Yang H., Peng Y., Tian J. et al. Spiders as excellent experimental models for investigation of heavy metal impacts on the environment: A review // Environmental Earth Sciences. 2016. V. 75. № 13. Art. 1059. https://doi.org/10.1007/s12665-016-5828-6
- Migliorini M., Pigino G., Bianchi N. et al. The effects of heavy metal contamination on the soil arthropod community of a shooting range // Environmental Pollution. 2004. V. 129. № 2. P. 331–340. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2003.09.025
- Walsh P.J., Day K.R., Leather S.R., Smith A. The influence of soil type and pine species on the carabid community of a plantation forest with a history of pine beauty moth infestation // Forestry. 1993. V. 66. № 2. P. 135–146. https://doi.org/10.1093/forestry/66.2.135
- Antvogel H., Bonn A. Environmental parameters and microspatial distribution of insects: a case study of carabids in an alluvial forest // Ecography. 2001. V. 24. № 4. P. 470–482. https://doi.org/10.1111/j.1600-0587.2001.tb00482.x
- Magura T., Lövei G.L., Tóthmérész B. Time-consistent rearrangement of carabid beetle assemblages by an urbanisation gradient in Hungary // Acta Oecologica. 2008. V. 34. № 2. P. 233–243. https://doi.org/10.1016/j.actao.2008.05.010
- Ziesche T.M., Roth M. Influence of environmental parameters on small-scale distribution of soil-dwelling spiders in forests: What makes the difference, tree species or microhabitat? // For. Ecol. Manage. 2008. V. 255. № 3. P. 738–752. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2007.09.060
- Entling W., Schmidt M.H., Bacher S. et al. Niche properties of Central European spiders: shading, moisture and the evolution of the habitat niche // Global Ecol. Biogeogr. 2007. V. 16. № 4. P. 440–448. https://doi.org/10.1111/j.1466-8238.2006.00305.x
- Ribera I., Dolédec S., Downie I.S., Foster G.N. Effect of land disturbance and stress on species traits of ground beetle assemblages // Ecology. 2001. V. 82. № 4. P. 1112–1129. https://doi.org/10.1890/0012-9658(2001)082[1112:EOLDAS]2.0.CO;2
- Gobbi M., Fontaneto D. Biodiversity of ground beetles (Coleoptera: Carabidae) in different habitats of the Italian Po lowland // Agriculture, Ecosystems & Environment. 2008. V. 127. № 3-4. P. 273–276. https://doi.org/10.1016/j.agee.2008.04.011
- Pizzolotto R. Characterization of different habitats on the basis of the species traits and eco-field approach // Acta Oecologica. 2009. V. 35. № 1. P. 142–148. https://doi.org/10.1016/j.actao.2008.09.004
- Gallé R., Elek M., Gallé-Szpisjak N. The effects of habitat parameters and forest age on the ground dwelling spiders of lowland poplar forests (Hungary) // J. Insect Conserv. 2014. V. 18. P. 791–799. https://doi.org/10.1007/s10841-014-9686-9
- Бельская Е.А., Колесникова А.А. Видовой состав и экологические характеристики стафилинид (Coleoptera, Staphylinidae) южной тайги Среднего Урала // Энтомол. обозр. 2011. Т. 90. № 1. C. 123–137.
- Воробейчик Е.Л., Кайгородова С.Ю. Многолетняя динамика содержания тяжелых металлов в верхних горизонтах почв в районе воздействия медеплавильного завода в период сокращения объемов его выбросов // Почвоведение. 2017. № 8. C. 1009–1024. https://doi.org/10.7868/S0032180X17080135
- Воробейчик Е.Л., Трубина М.Р., Хантемирова Е.В., Бергман И.Е. Многолетняя динамика лесной растительности в период сокращения выбросов медеплавильного завода // Экология. 2014. № 6. C. 448–458. https://doi.org/10.7868/S0367059714060158
- Трубина М.Р. Уязвимость видов травяно-кустарничкового яруса к загрязнению выбросами медеплавильного завода: роль различий в способе распространения диаспор // Экология. 2020. № 2. C. 90–100. https://doi.org/10.31857/S0367059720020122
- Нестерков А.В., Гребенников М.Е. Сообщества моллюсков лугового травостоя в условиях снижения выбросов медеплавильного производства // Экология. 2020. № 6. C. 471–480. https://doi.org/10.31857/S0367059720060062
- Воробейчик Е.Л., Ермаков А.И., Гребенников М.Е. Начальные этапы восстановления сообществ почвенной мезофауны после сокращения выбросов медеплавильного завода // Экология. 2019. № 2. C. 133–148. https://doi.org/10.1134/S0367059719020112
- Воробейчик Е.Л., Ермаков А.И., Нестеркова Д.В., Гребенников М.Е. Крупные древесные остатки как микростации обитания почвенной мезофауны на загрязненных территориях // Изв. Российской академии наук. Серия биологическая. 2020. № 1. C. 85–95. https://doi.org/10.31857/S0002332920010178
- Мухачева С.В. Многолетняя динамика сообществ мелких млекопитающих в период снижения выбросов медеплавильного завода. 1. Состав, обилие и разнообразие // Экология. 2021. № 1. C. 66–76. https://doi.org/10.31857/S0367059721010108
- Михайлова И.Н. Динамика границ распространения эпифитных макролишайников после снижения выбросов медеплавильного завода // Экология. 2022. № 5. C. 321–333. https://doi.org/10.31857/S0367059722050080
- Бельская Е.А. Динамика трофической активности филлофагов березы в период снижения атмосферных выбросов медеплавильного завода // Экология. 2018. № 1. C. 74–80. https://doi.org/10.7868/S0367059718010092
- Бельский Е.А., Ляхов А.Г. Динамика населения птиц-дуплогнездников в условиях сокращения промышленных выбросов (на примере Среднеуральского медеплавильного завода) // Экология. 2021. № 4. C. 278–288. https://doi.org/10.31857/S0367059721040041
- Воробейчик Е.Л., Нестеркова Д.В. Техногенная граница распространения крота в районе воздействия медеплавильного завода: смещение в период сокращения выбросов // Экология. 2015. № 4. C. 308–312. https://doi.org/10.7868/S0367059715040162
- Нестерков А.В. Признаки восстановления сообществ беспозвоночных травостоя после снижения выбросов медеплавильного завода // Экология. 2022. № 6. C. 468–478. https://doi.org/10.31857/S0367059722060130
- Korkina I.N., Vorobeichik E.L. Non-typical degraded and regraded humus forms in metal-contaminated areas, or there and back again // Geoderma. 2021. V. 404. Art. 115390. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115390
- Vorobeichik E.L., Korkina I.N. A bizarre layer cake: Why soil animals recolonizing polluted areas shape atypical humus forms // Sci. Total Environ. 2023. V. 904. Art. 166810. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166810
- Ермаков А.И. Изменение структуры населения жужелиц лесных экосистем под действием токсической нагрузки // Экология. 2004. № 6. C. 450–455.
- Бельская Е.А., Зиновьев Е.В. Структура комплексов жужелиц (Coleoptera, Carabidae) в природных и техногенно-нарушенных лесных экосистемах на юго-западе Свердловской области // Сибирский экол. журн. 2007. № 4. C. 533–543.
- Золотарев М.П. Изменение таксономической структуры населения паукообразных-герпетобионтов в градиенте загрязнения от выбросов медеплавильного комбината // Экология. 2009. № 5. C. 378–382.
- Бельская Е.А., Золотарев М.П. Изменение размерной структуры сообществ жужелиц при техногенной трансформации лесных экосистем // Экология. 2017. № 2. C. 107–115.
- Золотарев М.П., Бельская Е.А. Влияние техногенных и природных факторов на обилие беспозвоночных герпетобионтов // Евразиатский энтомологич. журн. 2012. № 1. C. 19–28.
- Davies G.M., Gray A. Don’t let spurious accusations of pseudoreplication limit our ability to learn from natural experiments (and other messy kinds of ecological monitoring) // Ecology and Evolution. 2015. V. 5. № 22. P. 5295–5304. https://doi.org/10.1002/ece3.1782
- Smorkalov I.A., Vorobeichik E.L. Does long-term industrial pollution affect the fine and coarse root mass in forests? Preliminary investigation of two copper smelter contaminated areas // Water, Air, Soil Pollut. 2022. V. 233. № 2. Art. 55. https://doi.org/10.1007/s11270-022-05512-0
- Belskaya E., Gilev A., Belskii E. Ant (Hymenoptera, Formicidae) diversity along a pollution gradient near the Middle Ural Copper Smelter, Russia // Environ. Sci. Pollut. Res. 2017. V. 24. № 11. P. 10768–10777. https://doi.org/10.1007/s11356-017-8736-8
- Farzalieva G.S., Esyunin S.L. The harvestman fauna of the Urals, Russia, with a key to the Ural species (Arachnida: Opiliones) // Arthropoda Selecta. 2000. V. 8. P. 183–199.
- Крыжановский О.Л. Сем. Carabidae – Жужелицы // Определитель насекомых европейской части СССР. Т.2. М.; Л.: Наука, 1965. С. 29–77.
- de Jong Y., Verbeek M., Michelsen V. et al. Fauna Europaea – all European animal species on the web // Biodiversity data journal. 2014. № 2. Art. e4034. https://doi.org/10.3897/BDJ.2.e4034
- Kryzhanovskij O.L., Belousov I.A., Kabak I.I. et al. A checklist of the ground-beetles of Russia and adjacent lands (Insecta, Coleoptera, Carabidae). Sofia–Moscow: Pensoft publishers, 1995. 271 p.
- Ухова Н.Л., Есюнин С.Л. Пауки природного парка «Кондинские озера» // Вестник экологии и ландшафтоведения. 2009. № 9. C. 63–76.
- Есюнин С.Л. Аннотированный список пауков Республики Башкортостан // Материалы по флоре и фауне Республики Башкортостан. 2015. № 9. C. 3–91.
- Sozontov A.N., Esyunin S.L. Spiders of the Udmurt Republic: fauna, ecology, phenology and distribution. Moscow: KMK Scientific Press, 2022. 285 p.
- Воронин А.Г. Фауна и комплексы жужелиц (Coleoptera, Trachypachidae, Carabidae) лесной зоны Среднего Урала (эколого-зоогеографический анализ). Пермь: Изд-во Пермского ун-та, 1999. 244 с.
- Ribera I., McCracken D.I., Foster G.N. et al. Morphological diversity of ground beetles (Coleoptera: Carabidae) in Scottish agricultural land // Journal of Zoology. 1999. V. 247. № 1. P. 1–18. https://doi.org/10.1111/j.1469-7998.1999.tb00188.x
- Matalin A.V. Variations in flight ability with sex and age in ground beetles (Coleoptera, Carabidae) of south-western Moldova // Pedobiologia. 2003. V. 47. № 4. P. 311–319. https://doi.org/10.1078/0031-4056-00195
- Homburg K., Homburg N., Schäfer F. et al. Carabids. org – a dynamic online database of ground beetle species traits (Coleoptera, Carabidae) // Insect Conservation and Diversity. 2014. V. 7. № 3. P. 195–205. https://doi.org/10.1111/icad.12045
- Hendrickx F., Maelfait J.P., Desender K. et al. Pervasive effects of dispersal limitation on within‐ and among‐community species richness in agricultural landscapes // Global Ecology and Biogeography. 2009. V. 18. № 5. P. 607–616. https://doi.org/10.1111/j.1466-8238.2009.00473.x
- Chao A., Gotelli N.J., Hsieh T.C. et al. Rarefaction and extrapolation with Hill numbers: a framework for sampling and estimation in species diversity studies // Ecological Monographs. 2014. V. 84. № 1. P. 45–67. https://doi.org/10.1890/13-0133.1
- Hsieh T.C., Ma K.H., Chao A. iNEXT: an R package for rarefaction and extrapolation of species diversity (Hill numbers) // Methods in Ecology and Evolution. 2016. V. 7. № 12. P. 1451–1456. https://doi.org/10.1111/2041-210X.12613
- Paradis E., Schliep K. ape 5.0: An environment for modern phylogenetics and evolutionary analyses in R // Bioinformatics. 2019. V. 35. P. 526–528. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bty633
- Anderson M.J. A new method for non-parametric multivariate analysis of variance // Austral Ecology. 2001. V. 26. № 1. P. 32–46. https://doi.org/10.1046/j.1442-9993.2001.01070.x
- Pustejovsky J.E. Using response ratios for meta-analyzing single-case designs with behavioral outcomes // Journal of School Psychology. 2018. V. 68. P. 99–112. https://doi.org/10.1016/j.jsp.2018.02.003
- Koponen S., Koneva G.G. Spiders along a pollution gradient (Araneae) // Acta Zoologica Bulgarica. 2005. Suppl. № 1. P. 131–136.
- Koponen S. Ground-living spiders (Araneae) at polluted sites in the Subarctic // Arachnologische Mitteilungen. 2011. V. 40. P. 80–84. https://doi.org/10.5431/aramit4009
- Skalski T., Stone D., Kramarz P., Laskowski R. Ground beetle community responses to heavy metal contamination // Baltic Journal of Coleopterology. 2010. V. 10. № 1. P. 1–12.
- Gongalsky K.B., Butovsky R.O. The impact of a metallurgical plant on ground beetle (Coleoptera, Carabidae) communities // Pollution-Induced Changes in Soil Invertebrate Food-Webs. Amsterdam, 1999. P. 71–76.
- Золотарев М.П., Нестерков А.В. Паукообразные (Aranei, Opiliones) лугов: реакция на загрязнение выбросами Среднеуральского медеплавильного завода // Экология. 2015. № 1. C. 48–56. https://doi.org/10.7868/S036705971406016X
- Koponen S., Niemela P. Ground-living arthropods along pollution gradient in boreal pine forest // Entomol. Fenn. 1995. V. 6. № 2–3. P. 127–131. https://doi.org/10.33338/ef.83849
- Jung M.P., Kim S.T., Kim H., Lee J.H. Species diversity and community structure of ground-dwelling spiders in unpolluted and moderately heavy metal-polluted habitats // Water, Air, and Soil Pollution. 2008. V. 195. P. 15–22. https://doi.org/10.1007/s11270-008-9723-y
- Hillyard P.D., Sankey J.H.P. Harvestman: Synopses of the British Fauna. London: Linnean Society of London, 1989. 120 p.
- Грюнталь С.Ю., Сергеева Т.К. Зависимость питания подстилочных видов жужелиц (Coleoptera, Carabidae) от состава и структуры почвенного населения в лесах Подмосковья // Энтомологическое обозрение. 1994. Т. 73. № 1. C. 44–56.
- Воробейчик Е.Л., Бергман И.Е. Bait-lamina test в оценке загрязненных почв: выбор длительности экспонирования // Экология. 2020. № 5. C. 354–364. https://doi.org/10.31857/S0367059720050133
Дополнительные файлы
