Сухостой и почвенная фауна: их жизненная роль в лесных экосистемах

Экологическое значение сухостоя в лесу. Сухостой, состоящий из мертвых и отмирающих деревьев, является не признаком болезни леса, а фундаментальным компонентом здоровой экосистемы. Научные данные подтверждают, что его разумное количество не представляет опасности и поддерживает сложные сообщества паразитоидов и хищников, которые естественно регулируют численность вредителей. Эта уникальная микросреда критически важна для поддержания биоразнообразия, поскольку до трети всех видов в европейских лесах напрямую зависят от деревьев-ветеранов и сухостоя. Таким образом, наличие валежника случит ключевым индикатором устойчивого лесопользования и общей экологической жизнеспособности.

Процесс разложения и функции валежника. Процесс разложения представляет собой постепенную деструкцию древесины до ее полной интеграции в почвенный матрикс. На границе раздела между упавшим бревном и почвой формируется стабильная, прохладная и влажная микросреда обитания для беспозвоночных и плодородный субстрат для микроорганизмов и корневых систем. Эта среда незаменима для многих видов насекомых, грибов и лишайников, которые завершают в ней часть своего жизненного цикла. Кроме того, сухостой служит площадкой для прорастания семян, регулирует поверхностный сток и является неотъемлемым звеном круговорота питательных веществ, поддерживая долгосрочную продуктивность леса.

Управление валежником в современных условиях. Несмотря на ключевую экологическую роль, во многих управляемых лесах Европы уровень валежника критически низок. Традиционное лесное хозяйство часто практиковало его удаление для получения топлива или из-за ошибочных представлений о пожарной опасности и риске болезней. В настоящее время растет понимание его важности, что ведет к изменению политики. Организация Forest Europe (бывшая КОЛЕМ) официально признала валежник общеевропейским индикатором устойчивого управления лесами. Следовательно, внедряются меры по активному стимулированию накопления мертвой древесины, признавая ее доказанный вклад в здоровье экосистем и секвестрацию углерода.

Разнообразие почвенной фауны в лесных экосистемах. Лесные почвы представляют собой среду обитания для огромного разнообразия животных, формирующих комплексное сообщество, известное как почвенная фауна. Это сообщество охватывает огромный размерный диапазон — от микроскопических нематод и клещей до крупных беспозвоночных, таких как жуки и дождевые черви, и даже роющих млекопитающих, например, барсуков. Клещи (Acarina) и ногохвостки (Collembola) являются доминирующими микроартроподами, составляя 75–80% от общей численности членистоногих в лесной почве; на одном квадратном метре может обитать более 140 000 особей. Состав их популяций сильно варьируется в зависимости от продуктивности леса, методов управления и физико-химических свойств почвы.

Функциональные роли почвенных организмов в экосистеме. Почвенную фауну классифицируют на функциональные группы в соответствии с их трофической специализацией. Детритофаги — это животные, которые непосредственно потребляют отмершее органическое вещество. Другие важные группы включают редицеров (грибы и бактерии), расщепляющие сложные соединения, а также бактериофагов, микофагов и фитофагов, питающихся живыми корнями. Пищевая сеть дополняется хищниками и паразитами. Каждая из этих групп играет строго определенную роль в поддержании экологического баланса и биохимических процессов в почве.

Почвенные инженеры и их влияние на среду. Крупные беспозвоночные, такие как дождевые черви, муравьи и многоножки, выполняют функцию инженеров экосистем. Они физически трансформируют окружающую среду, разрыхляя почву, создавая структуры и перемешивая органические остатки. Например, жуки-ксилофаги прокладывают ходы в сухостое, облегчая его колонизацию грибами и ускоряя деструкцию. Норы дождевых червей значительно улучшают аэрацию, дренаж и пористость почвы, а их деятельность перемешивает почвенные горизонты и обогащает поверхность копролитами. Многие виды также способствуют диссеминации малоподвижных бактерий и грибковых спор, переносимых на их теле или через пищеварительный тракт.

Взаимосвязь сухостоя и почвенной фауны в круговороте веществ. Состав и численность сообществ почвенных микроартропод напрямую влияют на ключевые экосистемные процессы, включая разложение органического вещества и минерализацию питательных элементов. Таким образом, любые природные или антропогенные изменения, затрагивающие этих членистоногих, оказывают воздействие на функционирование всей экосистемы. Большинство почвенных организмов специализируется на переработке колоссальных объемов органики из лесной подстилки обратно в почву, формируя высокосложную и эффективную трофическую сеть. Сухостой выступает в роли долгосрочного резервуара углерода и питательных веществ, которые постепенно высвобождаются благодаря слаженной работе всей деструкционной цепи.

Интегрированный подход к сохранению биоразнообразия леса. Сохранение сухостоя и поддержание разнообразия почвенной фауны являются взаимосвязанными задачами современного устойчивого лесоуправления. Аккумулирование валежника создает необходимый субстрат и среду обитания для множества организмов, которые, в свою очередь, обеспечивают процессы почвообразования и плодородия. Изменение политики в сторону признания экологической ценности мертвой древесины, наряду с пониманием роли почвенных беспозвоночных как биоиндикаторов, позволяет разрабатывать более эффективные стратегии сохранения лесного биоразнообразия и обеспечения их долгосрочной продуктивности в условиях меняющегося климата.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Rebekka Artz, The Macaulay Land Use Research Institute, UK Dimos Anastasiou, Bio4met, Greece Dominique Arrouays, L’Institut National de la Recherche Agronomique, France Ana Catarina Bastos, Cranfield University, UK Anna Bendetti, Istituto Sperimentale per la Nutrizione delle Piante

Источник: European Atlas of Soil Biodiversity

Данные публикации будут полезны студентам и аспирантам биологических и экологических специальностей, почвоведам, экологам-практикам, а также всем, кто интересуется основами почвенного биоразнообразия и функционирования наземных экосистем.