Біорізноманіття та функціональна роль ґрунтових організмів: аналіз популяцій багатоніжок у Південній Албанії
Анотація
Ґрунтові організми являють собою важливу складову біологічного різноманіття наземних біогеоценозів. Їх значна таксономічна та екологічна варіативність зумовлює вагому функціональну роль в процесах ґрунтоутворення, механізмах сталого розвитку та продуктивності природних екосистем. Метою дослідження було розробка практичного підходу до екологічної оцінки популяцій ґрунтових організмів на прикладі Diplopoda у південному регіоні Албанії. Дослідження здійснювалось з використанням загальнонаукових методів пізнання: системного та кластерного аналізу, синтезу, конкретизації, абстрагування, формалізації, дедукції, узагальнення, а також статистичного методу. У статті систематизовано та проаналізовано статистичні дані щодо оцінки популяцій видів багатоніжок, виявлених на досліджуваній території. Розглянуто вплив екологічних факторів на поширення представників класу Diplopoda. Розраховано частоту видів відповідно до зон збору, константні значення для видів трьох представлених порядків. На основі отриманих даних проведено кластерний аналіз видового складу кожної зони з використанням методу середніх зв’язків (Average Linkage). Вивчено подібність між зонами. Отримана дендрограма вказує на близькість зон за видовим складом. За результатами дослідження було запропоновано систему інструментів в складі екологічної оцінки популяцій ґрунтових організмів, розроблено основні підходи щодо її реалізації. Практична значимість отриманих результатів полягає в можливості їх використання для дослідження динаміки розвитку популяцій ґрунтових організмів, в тому числі у період глобальних кліматичних змін, розробки динамічного підходу до екологічної оцінки ґрунтових екосистем та реалізації відповідної стратегії адаптації та регенерації
Ключові слова
наземна екосистема; Diplopoda; статистичні дані; географічне поширення; резистентність; моніторинг
[1] Arnolds, K., Higgins, R., Crandall, J., Li, G., Linger, J.G., & Guarnieri, M.T. (2023). Assessment of the effects of environmental perturbations on soil ecology in a terrestrial mesocosm. Retrieved from https://www.biorxiv.org/ content/10.1101/2023.07.21.550096v1.
[2] Asato, A., Wirth, C., Eisenhauer, N., & Hines, J. (2023). On the phenology of soil organisms: Current knowledge and future steps. Ecology and Evolution, 13(4), article number e10022. doi: 10.1002/ece3.10022.
[3] Bachvarova, D., Doichinov, A., & Halilov, R. (2022). Comparative analysis of the myriapod fauna (Diplopoda, Chilipoda) of the Shumen Plateau and the Madara Plateau (Northeastern Bulgaria). Acta Scientifica Naturalis, 9(3), 36-50. doi: 10.2478/asn-2022-0020.
[4] Blume-Werry, G., Klaminder, J., Krab, E.J., & Monteux, S. (2023). Ideas and perspectives: Alleviation of functional limitations by soil organisms is key to climate feedbacks from arctic soils. Biogeosciences, 20(10), 1979-1990. doi: 10.5194/bg-20-1979-2023.
[5] Bouzan, R., Means, J., Ivanov, K., Almeida, T.M.D., Brescovit, A.D., & Iniesta, L.F.M. (2022). Three new species of the Amazonian millipede genus Leptherpum (Polydesmida: Chelodesmidae). Zoologia, 39, article number e22020. doi: 10.1590/S1984-4689.v39.e22020.
[6] Burton, V.J., Contu, S., De Palma, A., Hill, S.L.L., Albrecht, H., Bone, J.S., Carpenter, D., Corstanje, R., De Smedt, P., Farrell, M., Ford, H.V., Hudson, L.N., Inward, K., Jones, D.T., Kosewska, A., Lo-Man-Hung, N.F., Magura, T., Mulder, C., Murvanidze, M., Newbold, T., & Purvis, A. (2022). Land use and soil characteristics affect soil organisms differently from above-ground assemblages. BMC Ecology and Evolution, 22, article number 135. doi: 10.1186/ s12862-022-02089-4.
[7] Creamer, R., Barel, J., Bongiorno, G., & Zwetsloot, M. (2022). The life of soils: Integrating the who and how of multifunctionality. Soil Biology and Biochemistry, 166, article number 108561. doi: 10.1016/j.soilbio.2022.108561.
[8] de Almeida, T., Iniesta, L., Bouzan, R., & Morais, J. (2022). So far from home: First record of Chondromorpha xanthotricha (Diplopoda: Polydesmida: Paradoxosomatidae) in the Brazilian Amazon. Acta Amazonica, 52(4), 323-327. doi: 10.1590/1809-4392202103141.
[9] De Deyn, G.B., & Kooistra, L. (2021). The role of soils in habitat creation, maintenance, and restoration. Philosophical Transactions of the Royal Society, 376(1834), article number 1834. doi: 10.1098/rstb.2020.0170.
[10] de Oliveira, M., Bastos-Pereira, R., Torres, S., Pereira, T.S., Batista, F.M., Alves, J.P., Iniesta, L., Bouzan, R.S., Chagas, A., Prous, X., Pietrobon, T., & Ferreira, R.L. (2019). Choosing sampling methods for Chilipoda, Diplopoda and Isopoda (Oniscidea): A case study for ferruginous landscapes in Brazilian Amazonia. Applied Soil Ecology, 143, 181-191. doi: 10.1016/j.apsoil.2019.07.012.
[11] Deckmyn, G., Flores, O., Mayer, M., Domene, X., Schnepf, A., Kuka, K., van Looy, K., Rasse, D.P., Briones, M., Barot, S., Berg, M., Vanguelova, E., Ostonen, I., Vereecken, H., Suz, L.M., Frey, B., Frossard, A., Tiunov, A., Frouz, J., Grebenc, T., Öpik, M., Javaux, M., Uvarov, A., Vindušková, O., Krogh, P.H., Franklin, O., Jiménez, J., & Yuste, J.C. (2020). KEYLINK: Towards a more integrative soil representation for inclusion in ecosystem scale models. I. review and model concept. Peer J, 8, article number e9750. doi: 10.7717/peerj.9750.
[12] Delgado-Baquerizo, M., Reich, P.B., Trivedi, C., Eldridge, D.J., Abades, S., Alfaro, F.D., Bastida, F., Berhe, A.A., Cutler, N.A., Gallardo, A., García-Velázquez, L., Hart, S.C., Hayes, P.E., He, J.Z., Hseu, Z.Y., Hu, H.W., Kirchmair, M., Neuhauser, S., Pérez, C.A., Reed, S.C., Santos, F., Sullivan, B.W., Trivedi, P., Wang, J.T., Weber-Grullon, L., Williams, M.A., & Singh, B.K. (2020). Multiple elements of soil biodiversity drive ecosystem functions across biomes. Nature Ecology & Evolution, 4(2), 210-220. doi: 10.1038/s41559-019-1084-y.
[13] Eisenhauer, N., Buscot, F., Heintz-Buschart, A., Jurburg, S.D., Küsel, K., Sikorski, J., Vogel, H.J., & Guerra, C.A. (2021). The multidimensionality of soil macroecology. Global Ecology and Biogeography, 30(1), 4-10. doi: 10.1111/ geb.13211.
[14] Gestel, C., Mommer, L., Montanarella, L., Pieper, S., Coulson, M., Toschki, A., Rutgers, M., Focks, A., & Römbke, J. (2021). Soil biodiversity: State-of-the-art and possible implementation in chemical risk assessment. Integrated Environmental Assessment and Management, 17(3), 541-551. doi: 10.1002/ieam.4371.
[15] Guerra, C., Bardgett, R.D., Caon, L., Crowther, T.W., Delgado-Baquerizo, M., Montanarella, L., Navarro, L.M., Orgiazzi, A., & Singh, B.K. (2021). Tracking, targeting, and conserving soil biodiversity. Science, 371(6526), 239241. doi: 10.1126/science.abd7926.
[16] Gunstone, T., Cornelisse, T., Klein, K., Dubey, A., & Donley, N. (2021). Pesticides and soil invertebrates: A hazard assessment. Frontiers in Environmental Science, 9, article number 643847. doi: 10.3389/fenvs.2021.643847.
[17] Kicaj, H. (2023). Ecological factors affecting the spread of class Chilopoda of the group Myriapoda. Scientific Horizons, 26(2), 103-111. doi: 10.48077/scihor.26(2).2023.103-111.
[18] Kicaj, H., & Qirjo, M. (2014). The comparison of the vertical distribution of the Myriapoda group (Diplopoda and Chilopoda) in Vlora Region, Albania. Indian Journal of Applied Research, 4(12), 192-195.
[19] Langraf, V., Petrovičová, K., Schlarmannová, J., David, S., Avtaeva, T.A., & Brygadyrenko, V.V. (2021). Assessment of soil quality in agroecosystems based on soil fauna. Biosystems Diversity, 29(4), 319-325. doi: 10.15421/012140.
[20] Le Provost, G., Thiele, J., Westphal, C., Penone, C., Allan, E., Neyret, M., van der Plas, F., & Ayasse, M. (2021). Contrasting responses of above- and belowground diversity to multiple components of land-use intensity. Nature Communications, 12, article number 3918. doi: 10.1038/s41467-021-23931-1.
[21] Mauries, J., Golovatch, S., & Stoev, P. (1997). The millipedes of Albania: Recent data, new taxa; systematical, nomenclatural and faunistical review (Myriapoda, Diplopoda). Zoosystema, 19(2-3), 255-292.
[22] Potapov, A., et al. (2022). Global monitoring of soil animal communities using a common methodology. Soil Organisms, 94(1), 55-68. doi: 10.25674/so94iss1id178.
[23] So, W., Ting, K., Lai, S.Y., Huang, E.Y.Y., Ma, Y., Chong, T.K., Yip, H.Y., Lee, H.T., Cheung, B.C.T., Chan, M.K, Consortium, H.K.S.B., Nong, W., Law, M.M.S., Lai, D.Y.F., & Hui, J.H.L. (2022). Revealing the millipede and other soil-macrofaunal biodiversity in Hong Kong using a citizen science approach. Biodiversity Data Journal, 10, article number e82518. doi: 10.3897/BDJ.10.e82518.
[24] Sun, X., Isabwe, A., Yao, H., Zhang, S., Jiang, Y., Breed, M.F., & Sun, X. (2022). Spatial assortment of soil organisms supports the size-plasticity hypothesis. ISME Communications, 2, article number 102. doi: 10.21203/ rs.3.rs-1896194/v1.
[25] Tóth, Z., & Hornung, E. (2020). Taxonomic and functional response of millipedes (Diplopoda) to urban soil disturbance in a metropolitan area. Insects, 11(1), article number 25. doi: 10.3390/insects11010025.
[26] Yarwood, S., Bach, E.M., Busse, M., Smith, J.E., Callaham, M., Chang, C.H., Chowdhury, T.R., & Warren, S.D. (2020). Forest and rangeland soil biodiversity. In Forest and Rangeland Soils of the United States Under Changing Conditions (pp. 75-97). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-030-45216-2_5.
[27] Zeng, X., Deng, C., Liang, Y., Fu, J., Zhang, S., & Ni, T. (2023). Ecological risk evaluation and sensitivity analysis of heavy metals on soil organisms under human activities in the Tibet Plateau, China. PLoS ONE, 18(8), article number e0285116. doi: 10.1371/journal.pone.0285116.