УСЛОВИЯ ОБИТАНИЯ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ РАЗНЫХ РАЗМЕРНЫХ ГРУПП В ПОЧВЕ
М. С. Гиляров
Почва представляет сложную трехфазную полидисперсную систему. В почве в промежутках между твердыми частицами разных размеров и их агрегатами находятся полости, заполненные воздухом и водой.
В зависимости от климатических условий, сезона и погоды соотношение объема воздуха и воды в почве меняется, как меняется и физико-химическое состояние почвенной влаги. Часть воды в почве, особенно после дождей и таяния снега, находится в состоянии медленно просачивающегося по более крупным полостям потока капель (гравитационная вода). Часть воды находится в состоянии капиллярного поднятия, передвигаясь в любом направлении, подчиняясь силам поверхностного натяжения и смачивания (капиллярная влага). Часть воды обволакивает твердые частицы, оказываясь в разной степени прочно с ними связанной (разные формы пленочной влаги). Некоторое количество адсорбированной воды почвенные твердые частицы при нормальной температуре прочно удерживают (гигроскопическая влага); при содержании в почве воды вдвое больше гигроскопического запаса воздух в почве насыщен водяным паром.
Таким образом, между твердыми частицами могут активно существовать мелкие формы физиологически водных животных (простейшие, коловратки, нематоды), населяющие в сущности не всю почву в целом, а те крохотные водоемы, которые образуются в скоплениях почвенной влаги. В более влажных почвах, в более влажную погоду они могут активно передвигаться в каплях воды, а в сухих почвах, в более сухое время они, сохраняя активность, прилипают (адгезируют) к почвенным частицам, удерживаемые силами поверхностного натяжения пленки воды.
Мелкие (по существу водные) животные — рдна категория почвенных обитателей.
Другая категория — те животные, размеры которых меньше, чем промежутки между частицами почвы и их агрегатами, а тем более чем трещины в почве, ходы, прорытые другими более крупными почвенными животными, или корневые следы.
Это так называемые микроартроподы — клещи, многоножки-сим- филы, протуры, коллемболы, некоторые мелкие высшие насекомые. Для них полости и ходы между частицами почвы — система пещер и тоннелей, в которых они передвигаются так же, как передвигаются по любому твердому субстрату. От соприкосновения с капельной влагой они защищены несмачиваемыми покровами; в случае заполнения промежутков между твердыми частицами капельной влагой эти животные оказываются в пузырьке воздуха и дышат с его помощью по принципу физической жабры или (при смачивании) дышат всей поверхностью
тела, как дышат водные организмы, но не обладая силой преодолеть поверхностное натяжение утрачивают подвижность
И, наконец, для более крупных беспозвоночных (таких, как дождевые черви, мокрицы, многоножки-геофилиды, личинки многих насекомых) вся почва выступает как более или менее плотная или рыхлая среда, в которой крупные животные активно прокладывают себе ходы, прорывая их, как в твердом субстрате, размельчая почву или раздвигая стенки ходов.
Таким образом, обитая в почве, разные размерные группы почвенных беспозвоночных находятся как бы в разных средах, у представителей каждой размерной группы как бы свой особый окружающий мир. И в каждой размерной группе есть свои представители и сапрофагов, и фитофагов, и хищников; представители разных размерных групп по-своему влияют на все протекающие в почве процессы, на все свойства почвы
Между размерами тела и общей численностью представителей разных размерных групп существует обратная корреляция, которая может быть выражена почти прямой зависимостью (Гиляров, 1944) на двойной логарифмической системе координат (рис. 1). 4
Отдельные размерные группы почвенных животных неодинаково влияют на разные свойства почвы: например, почвенные простейшие вообще не могут прокладывать ходы в почве, нематоды — создавать некапиллярную скважность, к чему способны более крупные беспозвоночные.
Поэтому разные размерные группы требуют самостоятельных методов изучения. Давно принято деление всех почвенных животных на размерные группы К сожалению, предлагавшиеся термины (такие, как «микрофауна», «мезофауна», «макрофауна») у разных исследователей приобрели разное значение, поэтому пользоваться ими в настоящее время стало неудобно. Микроскопических одноклеточных было предложено объединить под общим названием «эумикрофауна» (Гиляров, 1941), или «наннофауна» (Rapoport, Tschapek, 1967).Термином «микрофауна» у нас (Гиляров, 1941) и во Франции (Delamare-Deboutteville, 1951; Vannier, Cancela da Fonseca, 1966) обозначают размерную группу, к которой относятся «мик- роартроподы» — клещи и коллемболы, но многие английские авторы (Fenton, 1947; Murphy, 1953) этот термин относят к Protozoa и мелким связанным с почвой водным многоклеточным (Rotatoria, Nematodes).
Многие немецкие исследователи применяют к клещам и коллемболам термин «мезофауна» (Dunger, 1964; Brauns, 1968), включая в эту размерную группу и коловраток (!). Английские авторы, следуя П. Мерфи (Murphy, 1953, 1962), часто стали обозначать эту группу термином «мейофауна».
В то же время термин «мезофауна» в нашей литературе давно применяется по отношению к крупным беспозвоночным, легко учитываемым в полевых условиях при ручной разборке проб почвы (Гиляров, 1941). Но у В. Дунгера и А. Браунса эти формы объединены под термином «макрофауна», который в нашей классификации (Гиляров, 1941) отнесен к почвенным позвоночным.
Приведенные сопоставления показывают тот хаос, который в настоящее время царит в литературе, связанной с терминологией и классификацией размерных групп почвенных животных Терминология должна подчиняться известным правилам приоритета, в этом отношении наша классификация имеет преимущество. Но всякая классификация по одному признаку — сугубо искусственна и иногда представители разных групп одного размера настолько отличаются по своим биологическим особенностям и по применяемым для их извлечения из почвы методам, что объединение их явно нецелесообразно (например, крупные инфузории бывают крупнее, чем мелкие личинки клещей).
Поэтому стоит выделить такие размерные группы, которые характеризуются и сходными методами их исследования, приняв за основу нашу классификацию (Гиляров, 1941) с терминологическим улучшением Рапопорта и Чапека применительно к простейшим (Rapoport, Tschapek, 1967): дрчвенные простейшие — наннофауна;, почвенные микроартроподы — микрофауна;,, крупные почвенные беспозвоночные — мезофауна; почвенные позвоночные — макрофауна. Ряд групп в эту классификацию плохо укладывается (коловратки, нематоды, энхитреиды) и потому в соответствующих статьях настоящего сборника мы избегаем пользоваться этими терминами. Но каждая из ука-
' 9
занных размерных групп требует своих методов выделения из почды, количественного учета и т. д.
{работы по учету почвенных беспозвоночных можно свести к следующим этапам: 1) взятие проб; .2) выделение из проб объектов учета; 3) определение и подсчет объектов учета; 4) математическая обработка данных учета. Специфическими для учета почвенных животных являются первые два этапаП Методы учета зависят от характера и величины объекта, от ёго численности, от почвенных условий и т. д. Численность объектов учета определяет в первую очередь размеры и количество проб, характер объектов учета и их размеры — метод анализа проб, подвижность — способ взятия проб и т. д.
Закономерность отношений размеров и численности почвенных животных (более высокая численность мелких, чем крупных) дает возможность при учете мелких форм брать пробы меньшего объема, что позволяет применять к ним более тонкие и трудоемкие методы анализа без ущерба для статистической достоверности результатов.
/Лри оценке численности почвенных животных, в большей (крупные объекты — дождевые черви, личинки насекомых и др.) или меньшей степени способных к вертикальным миграциям в почве, необходимо пересчет данных учета переводить на единицу поверхности (1 м2). Поэтому либо проводят взятие пробы на глубину встречаемости объектов учета (крупные формы), либо берут пробы из разных горизонтов, заселенных данной группой объектов (по профилю почвенного разреза), и проводят потом пересчет на 1 м2 с учетом заселенности отдельных горизонтов почвы (при учете простейших, нематод, микроар- тропод и т. п.).
Определение активности разных групп животных тоже проводят с учетом их размерной и биологической специфики.