Население птиц как показатель качества среды Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 598.2:631.98:591.52

НАСЕЛЕНИЕ ПТИЦ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ КАЧЕСТВА СРЕДЫ

© И.В. Дьяконова, А.Ю. Околелов

Ключевые слова: население птиц; индикатор качества; яблоневые сады; околоводные местообитания; пастбищная нагрузка.

Исследованы видовая, пространственная и экологическая структура птиц в условиях, различных по степени сельскохозяйственной деятельности: интенсивные яблоневые сады, смешанный лес, луга с различной пастбищной нагрузкой. Выявлено обеднение фауны, сокращение численности, упрощение пространственной и экологической структуры населения птиц по мере усиления антропогенной нагрузки.

Одной из основных задач современной науки является разработка оптимальных вариантов природопользования и минимизации отрицательных последствий действия человека на природные сообщества. Возросшее воздействие людей на окружающую среду привело к тому, что сегодня антропогенные факторы определяют развитие биосферы и ее элементарных единиц -биогеоценозов [1].

В качестве объектов исследования птицы представляют собой наиболее удобную группу животного мира. Высокое видовое и численное обилие, открытый образ жизни, повсеместная встречаемость и заметность позволяют достаточно надежно регистрировать изменения численности и экологии птиц, вызванные действием того или иного антропогенного фактора. Их распространение и встречаемость зависят от всего комплекса экологических условий биоценоза. К настоящему времени особое внимание обращено на птиц как индикаторов антропогенных нарушений среды. Они оказались удобным объектом для интегрированной оценки изменений, происходящих в природе под воздействием человека, а также для индикационных и мониторинговых исследований [2]. Отклонения таких показателей, как общая численность, видовая структура, экологическая структура от нормы - показатель нарушений окружающей среды.

Целью наших исследований было выявление изменений, происходящих в фауне и населении птиц под воздействием таких антропогенных факторов, как сельскохозяйственное производство, выпас скота.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Материалом послужили учеты птиц в яблоневых садах, смешанном лесу, а также изучение характера распределения куликов на лугах с различной пастбищной нагрузкой [3-4].

Учеты птиц проводились в яблоневых садах ООО «Снежеток» Первомайского района Тамбовской области. Как свидетельствует официальный сайт хозяйства [5], ООО «Снежеток» - одно из крупнейших хозяйств Тамбовской области, и его по праву можно называть самым перспективным и инновационным в данном регионе. Основанное в 2004 г., хозяйство успешно реа-

лизует проекты по осадке интенсивных садов на слаборослых и среднерослых подвоях с высокой плотностью посадки, а также в смешанном лесу Мичуринского района. Учеты куликов осуществлялись в поймах рек Цна, Воронеж, Лесной Воронеж, а также их притоках.

Учеты птиц проводились по методике трансектов с нефиксированной шириной учетной полосы в гнездовой сезон с интервалом 5-7 дней в каждом из исследуемых местообитаний [6]. Полученные данные обрабатывались математически в соответствии с требованиями методики. Были определены: 1) видовой состав; 2) плотность особей каждого вида; 3) доля участия вида в населении птиц; 4) общая плотность всех видов. По показателям плотности виды разделены в соответствии с принципом балльных оценок [7]. Доля участия вида в населении птиц определена по формуле

v _а -100%

Х —----------,

в

где а - число особей определенного вида; b - число всех видов птиц, обнаруженных в данных зонах.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

С учетом «экотонного эффекта», создаваемого са-дозащитными лесополосами и грунтовыми дорогами между ними и массивом сада, в исследуемых садах в гнездовой период обитает 17 видов, относящихся к 4 отрядам: Galliformes, Cuculiformes, Falconiformes, Passeriformes. 82 % по видовому обилию приходится на отряд Passeriformes (14 видов, относящиеся к 7 семействам). По одному виду - на отряды Galliformes, Cuculiformes, Falconiformes.

Плотность птичьего населения в садах - 112,1 ос./км2. По показателям плотности птицы разделяются на две группы:

1) многочисленные виды (3) - конек лесной (An-thus trivialis), зяблик (Fringilla coelebs), овсянка обыкновенная (Emberiza citronella). Это доминирующие виды. Их суммарная плотность составляет 71 ос./км2;

2) обычные виды (14) с суммарной плотностью 41,1 ос./км2.

Многочисленные и обычные виды составляют группу фоновых видов. Как видно, в саду представлена только эта группа. Редкие виды отсутствуют.

По доли участия вида в населении выделено 3 группы: 1) доминантные - 3 вида: Fringilla coelebs, Emberiza citronella, Anthus trivialis. Их суммарная доля участия составляет 56,9 %; 2) субдоминантные -10 видов с суммарной долей участия - 39,5 %; 3) второстепенные - 4 вида: Phylloscopus collybita, Buteo buteo, Coturnix coturnix, Chloris chloris. Их суммарная доля участия - 3,6 %.

Пространственная структура формируется при участии следующих групп птиц. По месту расположения гнезд (по видовому обилию): кроногнездные - 53 % (9 видов); дуплогнездные - 5,8 % (1 вид); наземног-нездные - 29,4 % (5 видов), кустогнездные - 5,8 % (1 вид) (рис. 1).

По приуроченности мест добывания корма к ярусам растительности: на поверхности земли - 57,8 %; на кроне деревьев - 26,3 %; на кустарниках и в траве - 15,8 %. Но участие в населении наземногнездных птиц невелико.

Экологическую структуру населения птиц отражает соотношение групп птиц, объединенных биотопиче-ской приуроченностью и типом питания (рис. 2).

По биотопической приуроченности наиболее многочисленную группу составляют лесоопушечные виды, предпочитающие пограничные зоны между двумя биотопами - древесные насаждения и открытые пространства - «экотонные» виды [8]. Экотоны приобретают большое значение там, где человек коренным образом преобразует естественные сообщества.

По типу питания птицы интенсивных яблоневых садов подразделяются на 6 групп (рис. 3).

К насекомоядным птицам относится 29,4 % от общего количества видов. Но доля участия их в населении невелика (13 %).

При сравнении сообществ птиц яблоневого сада, обитающих на антропогенно-преобразованной территории, и смешанного леса, как естественной территории, видно, что они различаются по следующим показателям (табл. 1):

1) видовому разнообразию: количество видов

уменьшается в яблоневом саду;

2) видовой структуре: в яблоневом саду уменьшается число многочисленных видов, но увеличивается их доля участия в населении, а также отсутствует «запас прочности» - группы малочисленных и редких видов;

3) плотности населения: уменьшается в яблоневом саду;

4) спектру экологических групп. В яблоневых садах процент птиц, гнездящихся на земле, достаточно велик как по видовому - 29,4-31,6 %, так и по численному обилию - 60,2 %. Но при этом численное обилие (доля участия в населении) видов-доминантов - Anthus trivialis и Emberiza citrinella - высока и составляет 52,9 %, а доля участия других видов этой экологической группы составляет 7,3 %. Поэтому правомерно говорить о том, что в яблоневом саду, по сравнению со смешанным лесом, уменьшается доля птиц, гнездящихся на земле, и увеличивается численное обилие птиц, гнездящихся недоступно. Тогда как в смешанном лесу доля участия в населении этой экологической группы составляет 27,5 %. В яблоневых садах отсутствует экологическая группа птиц, кормящихся на ство-

лах деревьев. Выпадение данной экологической группы также снижает видовое разнообразие птиц. В обоих биотопах обширна группа лесоопушечных птиц, но в яблоневых садах видовое обилие данной группы на 15 % выше, чем в смешанном лесу. В яблоневых садах большинство птиц являются экотонными видами, т. е. обитающими на границе сообществ.

Определяющими экологическую обстановку формами хозяйственной деятельности человека в около-водных местообитаниях оказались выпас скота и мелиорация [1].

По степени пастбищной нагрузки все обследованные нами прибрежные угодья в поймах рек и по окраинам прудов были разделены на 3 группы: 1) луга без

Рис. 1. Экологические группы птиц по месту гнездования (видовое обилие, %)

I..

Лесоопушечные

Луговополевые

Рис. 2. Экологические группы птиц по биотопической приуроченности

Рис. 3. Экологические группы птиц по типу питания (видовое обилие)

выпаса; 2) луга со слабым выпасом (до 10 голов на км2);

3) луга с интенсивным выпасом (свыше 70 голов на км2).

Луговые местообитания, где в настоящее время выпас скота не осуществляется, в прошлом использовались в качестве пастбищ. Об этом свидетельствуют расположенные поблизости заброшенные здания ферм и летних станов. В связи со спадом сельскохозяйственного производства в начале 1990-х гг. выпас скота на них был прекращен. В настоящее время данные угодья практически не испытывают какого-либо влияния со стороны человека и зарастают рудеральным высоко-травьем и кустарником. Кулики в таких местах нами не отмечались.

Луга со слабой пастбищной нагрузкой, как правило, располагались в непосредственной близости от населенных пунктов. Выпасаемые в этих угодьях поголовья крупного рогатого скота были небольшими (до 20-30 голов). Грубая растительность здесь практически отсутствовала. Средняя высота травы не превышала 25 см. Однако в местах, где произрастали куртины не поедаемых скотом осок, хвоща и лютиков, высота травы могла достигать 50 см. Таким образом, растительность на лугах со слабым выпасом была структурно разнообразной и характеризовалась чередованием низкотравных и высокотравных ассоциаций. Большинство изучаемых видов, кроме малого зуйка (Charadris dudius), перевозчика (Actitis hypoleucos) и турухтана (Philomachus pugnax), в апреле-июне тяготели к прибрежным лугам со слабым выпасом скота (табл. 2).

Луговые угодья с сильным выпасом (свыше 70 голов на км2) сохранились в районе исследования в тех местах, где продолжали функционировать животноводческие фермы. По высоте травостоя и ярусности растительности эти местообитания сильно отличались от предыдущих. Высота травы на интенсивно используемых пастбищах не превышала 15 см, а ярусность растительности была плохо выражена. В местах с интенсивным выпасом почти полностью отсутствовали островки высокой травы. Лишь кое-где встречались куртины конского щавеля (Rumex confertus) и чертополоха поникающего (Carduus nutans). Почти все гнезда поручейников и травников, гнездившихся на лугах с интенсивной пастьбой, были обнаружены под листьями этих растений.

Гнездовая численность большинства видов куликов в таких угодьях была низкой. Бекасы (Gallinago Galli-nago) и фифи (Tringa glareola) вообще не отмечались весной на лугах с интенсивным выпасом. Однако мелкие виды куликов (малый зуек и перевозчик) в гнездовой период, а также турухтан на весеннем пролете тяготели к луговым биотопам с высокой пастбищной нагрузкой (табл. 2).

Данные местообитания обладали важным для этих птиц свойством - невысоким травостоем, который обеспечивал большую свободу передвижения мелких видов куликов и большую доступность для них наземных беспозвоночных животных.

На лугах и заболоченных участках выпас приводит не только к угнетению защитных свойств местообитаний, но также уплотняет и высушивает почву (табл. 2). В результате первого обстоятельства ухудшаются защитные свойства лугов, в результате второго снижается обилие и доступность почвенных беспозвоночных для птиц. Видимо, это и послужило основной причиной, по которой большинство видов куликов - чибис

(Vanellus vanellus), травник (Tringa tetanus), поручейник (Tringa stagnatilis), большой веретенник (Limoza limoza), бекас (Gallinago gallinago) - предпочитали селиться в местах со слабым выпасом (табл. 2).

В последнее десятилетие упадок сельскохозяйственного производства привел к сокращению поголовья скота, масштабов мелиорации, площадей, используемых для нужд земледелия и животноводства. Заброшенные луга в поймах рек и по окраинам прудов стали зарастать рудеральной растительностью и кустарником, в связи с чем уменьшилась гнездопригодность этих территорий для куликов, а следовательно, и возможность гнездования их в этих местообитаниях. При сохранении современных тенденций упадка сельскохозяйственного производства в течение еще нескольких лет, очевидно, придется ожидать серьезных изменений состояния популяций населяющих эти угодья птиц, в т. ч. куликов.

Таблица 1

Основные показатели видовой структуры населения птиц плодового сада и смешанного леса

Показатели Яблоневый сад Смешанный лес

Общее число видов 17 42 (68 по [9])

Плотность (ос./км2) 112,1 574,3 (677 по [9])

Число фоновых видов 17 40

Участие фоновых видов в населении 100 99,7

Число многочисленных видов 3 23

Участие многочисленных видов в населении, % 63,8 74,9

Число редких видов отсутствуют 2

Участие редких видов в населении, % 0 0,34

Участие в населении доминантных видов, % 56,9 отсутствуют

Виды доминанты зяблик, овсянка обыкновенная, лесной конек отсутствуют

Таблица 2

Свойства среды и плотность населения куликов (ос./км2) на лугах с различной пастбищной нагрузкой (апрель-июнь 1998-1999 гг.)

Свойства среды, виды Слабый выпас (до 10 голов/км2) Интенсивный выпас (70-100 голов/км2)

Плотность грунта, см 5,07 2,25

Влажность грунта, % 33,6 23,4

Высота травы, см 24,82 11,24

Малый зуек 0,17 0,67

Перевозчик - 0,44

Турухтан 3,33 6,25

Чибис 6,0 4,67

Травник 1,0 0,63

Поручейник 0,83 0,55

Бекас 0.14 -

Большой веретенник 0,33 0,22

Фифи 0,5 -

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования показали, что антропогенная трансформация экосистем изменяет среду обитания птиц.

Население птиц сельскохозяйственных биотопов характеризуется упрощенной структурой: обедненным видовым составом, низкой плотностью населения, высокой долей участия видов-посетителей.

Наиболее лабильными к условиям садового агроценоза оказались эврибионтные виды (многие воробьинообразные), которые обладают широкой экологической нишей, легче приспосабливаются к меняющимся условиям среды под воздействием деятельности человека; таким видам свойственна высокая конкурентоспособность. Среди них следует отметить лесного конька, обыкновенную овсянку, зяблика.

В первую очередь на антропогенные факторы реагируют стенобионтные виды, которые в садовом биоценозе отсутствуют.

Сенокошение и выпас скота оказывают на население куликов неоднозначное влияние. Интенсивное сенокошение и выпас скота, с одной стороны, приводят к сокращению численности наиболее влаголюбивых видов птиц и требовательных к высоте травянистого покрова. С другой стороны, прекращение использования пойм рек для нужд животноводства приводит к их зарастанию рудеральной растительностью, что также делает эти биотопы непригодными для обитания многих видов куликов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Владышевский Д.В. Птицы в антропогенном ландшафте. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1975. 196 с.

2. Система мониторинговых наблюдений за состоянием биоты на территории Свердловской области. Екатеринбург, 2005. 205 с.

3. Дьяконова И.В. Фауна и население птиц интенсивных садов ООО «Снежеток» // Вестник Мичуринского филиала Российского университета кооперации. 2013. № 3. С. 121-125.

4. Околелое А.Ю. Влияние факторов среды на численность и распределение куликов антропогенных ландшафтов Окско-Донской равнины: автореф. дис. ... канд. биол. наук. М.: МПГУ, 2000. 170 с.

5. ООО «Снежеток». URL: http://asprus.ru/blog/ooo-snezhetok/ (дата обращения: 11.06.2014).

6. Раекин Ю.С. К методике учета птиц в лесных ландшафтах // Природа очагов клещевого энцефалита на Алтае (Северо-Восточная часть). Новосибирск, 1967.

7. Кузякин А.П. Зоогеография ССС // Ученые записки МОПИ им. Крупской. М., 1962. С. 3-182.

8. Одум Ю. Основы экологии. М.: Мир, 1975. 741 с.

9. Щеголев В.И. Численность и размещение птиц по биотопам в условиях Тамбовской области // Сборник работ кафедры зоологии. Тамбов, 1986. С. 144-166.

Поступила в редакцию 11 июля 2014 г.

Dyakonova I.V., Okolelov A.Y. POPULATION OF BIRDS AS INDICATOR OF ENVIRONMENTAL QUALITY

Species, spatial and ecological structure of birds in the conditions of different levels of agricultural activity (intensive apple orchards, mixed forest, meadows with different pasture areas) are studied. The depletion of fauna, reduction in the number and simplification of spatial and ecological structure of bird communities with increasing of anthropogenic influence are identified.

Key words: bird population; indicator of quality; apple orchards; wetland habitats; grasslands.

Дьяконова Ирина Владимировна, Мичуринский государственный аграрный университет, г. Мичуринск, Тамбовская область, Российская Федерация, старший преподаватель кафедры биологии и методики ее преподавания, e-mail: [email protected]

Dyakonova Irina Vladimirovna, Michurinsk State Agrarian University, Michurinsk, Tambov region, Russian Federation, Senior Lecturer of Biology and Methodics of its Teaching Department, e-mail: [email protected]

Околелов Андрей Юрьевич, Мичуринский государственный аграрный университет, г. Мичуринск, Тамбовская область, Российская Федерация, кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии и методики ее преподавания, e-mail: [email protected]

Okolelov Andrey Yuryevich, Michurinsk State Agrarian University, Michurinsk, Tambov region, Russian Federation, Candidate of Biology, Associate Professor of Biology and Methodics of its Teaching Department, e-mail: [email protected]