Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Мелкие млекопитающие в коренных и антропогенных ландшафтах Северной Карелии

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Мелкие млекопитающие в коренных и антропогенных ландшафтах Северной Карелии"

На правах рукописи

С^- ^ К и- Л л

Сиккиля Наталья Сергеевна

МЕЛКИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ В КОРЕННЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ЛАНДШАФТАХ СЕВЕРНОЙ КАРЕЛИИ

03.02.08 - экология

Автореферат на соискание ученой степени кандидата биологических наук

15 ИДИ 2014

Петрозаводск - 2014 005548079

005548079

Работа выполнена на кафедре зоологии и экологии эколого-биологического факультета Петрозаводского государственного университета и в Государственном природном заповеднике «Костомукшский»

Научный руководитель доктор биологических наук,

член-корреспондента РАН, профессор Ивантер Эрнест Викторович

Официальные оппоненты: Туманов Игорь Леонидович

доктор биологических наук, профессор, гл.науч.сотр. Всероссийского научно-исследовательского института Охотничьего хозяйства и Звероводства им. проф. Б. М. Житкова

Якимова Алина Евгеньевна

кандидат биологических наук, Институт биологии Карельского научного Центра РАН, ст.науч.сотр. лаборатории зоологии

Ведущая организация Институт проблем экологии и эволюции

им. А.Н. Северцова РАН

Защита состоится «5» июня 2014 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.190.01 при Петрозаводском государственном университете по адресу: 185910, Республика Карелия, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33, эколого-биологический факультет, тел.факс: 8(8142)763864.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайге www.petrsu.ru Петрозаводского государственного университета, с авторефератом - на сайте http://vak.ed.gov.ru и www.petrsu.ru

Автореферат разослан: «Ь А> апреля 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. биол. наук

Дзюбук И.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние десятилетия с развитием промышленности усилилось воздействие предприятий на окружающую среду. Основным источником поступления поллютантов служит атмосферный перенос. Оседая на поверхность природных компонентов среды, химические элементы включаются в цепи питания и вызывают существенные нарушения природных комплексов. Мелкие млекопитающие служат удобным модельным объектом экологических исследований (Ивантер, Коросов, 1998; Виноградов, 2010; Курхинен и др., 2006; Ивантер, 2010; Маркин, 2010). Они соответствуют требованиям, предъявляемым к видам биоиндикаторам: высокая численность, выраженные популяционные циклы, чувствительностью к изменениям среды обитания.

Первые фаунистические исследования мелких млекопитающих на территории Костомукши были проведены в 1973 г. (Ивантер Т.В. и др., 1974). С 1987 г. на базе заповедника «Костомукшский» организованы стационарные многолетние наблюдения за динамикой численности и структурой популяций мелких млекопитающих на фоновой территории (Поздняков, 1997). По результатам, которых был составлен первый фаунистический список мелких млекопитающих. Влияние техногенных эмиссий на популяции мелких млекопитающих в районе исследования изучали Ивантер Э. В., Медведев Н. В. и Поздняков С. А. (Ивантер, Медведев, 2007). С 2000 г. организованы многолетние наблюдения за популяцией мелких млекопитающих и в районе Косто-мукшского горно-обогатительного комбината.

Длительное влияние комбината обусловило как геохимические, так и технические изменения в зоне его воздействия, что не могло не отразиться на состоянии природных компонентов среды. Это определяет актуальность ведения многолетнего мониторинга для понимания процессов происходящих в окружающей среде под влиянием выбросов железорудного предприятия, а также способствует принятию мер по предотвращению негативного воздействия на окружающую среду.

Цель и задачи исследования. Цель работы состояла в изучении специфики и последствий влияния антропогенных факторов на население мелких млекопитающих в зоне интенсивного влияния комбината на фоне коренного ландшафта. В связи с этим решались следующие задачи:

1. уточнение видового состава мелких млекопитающих в районе Косто-мукшского заповедника и Костомукшского горно-обогатительного комбината;

2. определение особенностей биотопического размещения видов в зоне интенсивного промышленного воздействия и в отсутствие такового;

3. изучение динамики численности мелких млекопитающих в районе исследования;

4. выявление сходства и различия в структуре населения мелких млекопитающих в коренном и антропогенном ландшафтах;

5. изучение природы загрязнения на исследуемой территории.

Научная новизна работы. Впервые выполнены многолетние мониторинговые исследования мелких млекопитающих, одновременно, в импакт-ной зоне горно-обогатительного комбината и на территории заповедника «Костомукшский». Предпринята попытка определить природу загрязнения в районе исследования.

Практическая значимость работы. Работа выполнена на территории северной Карелии, которая отличается повышенной чувствительностью и низкой устойчивостью к различному роду воздействий, и как следствие низкой способностью к восстановлению экосистем. Результаты исследования позволяют расширить представление о процессах функционирования северных экосистем в условиях антропогенного влияния. Полученные результаты дают оценку влияния выбросов комбината на группировки мелких млекопитающих после 30 лет его работы. Подтверждено, что влияние комбината не оказывает прямого воздействия на территорию заповедника «Костомукшский» и позволяет считать данную территорию фоновой для дальнейших исследований.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на трех конференциях: Международной молодежной конференции «Экология 2007» (г. Архангельск, 2007), XVII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии ИО РАН им. П.П. Ширшова (г. Москва, 2007) и конференции «Костомукша - вчера, сегодня, завтра: современные экологические проблемы и пути их решения» (г. Костомукша, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 3 в рецензируемых изданиях из списка ВАК РФ, из них 1 в электронной библиотеке.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка сокращений, условных обозначений, списка литературы и приложения.

Работа изложена на 138 страницах текста, содержит 14 таблиц, 32 рисунка. Список литературы включает в себя 138 источников, из них 16 иностранных. Приложение состоит из 22 страниц, включает в себя 5 фотографий, 8 таблиц и 1 рисунок.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д-ру биол. наук, чл.-корр. РАН, профессору Э. А. Ивантеру, сотруднику кафедры зоологии и экологии эколого-биологического факультета ПетрГУ д-ру биол. наук, профессору А. В. Коросову за советы при обсуждении работы; сотрудника Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН в.н.с., к.г.-м.н. В. П. Шевченко за руководство по сбору проб и организацию выполнения химического анализа образцов, а также студентов МГУ им. Ломоносова Д. П. Стародымову, А. В. Чмеренко и Ю. А Иванову, в разные годы принимавших участие в полевых и лабораторных исследованиях. Автор также благодарит академика Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН А. П. Лисицына и директора заповедника «Костомукшский» С. В. Тархова за помощь в организации исследований.

Исследования эолового переноса проводились при финансовой поддержке РФФИ (проекты 07-05-00691 и 14-05-00059), Отделения наук о

Земле РАН (проект "Наночастицы во внешних и внутренних сферах Земли"), российско-немецкой лаборатории им. О. Ю. Шмидта, гранта поддержки ведущих научных школ НШ-2493.2014.5.

Глава 1. Физико-географический очерк исследуемого района

Исследования проводились на территории заповедника «Костомукш-ский» и в районе горно-обогатительного комбината ОАО «Карельский окатыш», расположенные на территории муниципального образования «Косто-мукшский городской округ» в западной части Республики Карелия. Орографически район расположен на восточном склоне Западно-Карельской возвышенности и является одним из самых сложных районов Карелии (Бискэ, 1956). В формировании современного рельефа сыграло последнее оледенение и тектоническая деятельность в прошлом. Рельеф сформирован моренными грядами, отдельные возвышенности достигают 50 м высотой. Между цепочек озов, представляющих собой вытянутые узкие песчаные гряды, со временем сформировались озера и болота. Район исследования относится к северо-таежной подзоне тайги (Волков, Громцев и др., 1995). По ландшафтной классификации находится в денудационно-тектоническом холмистом, холмисто-грядовом среднезаболоченном ландшафте с преобладанием сосновых лесов, где сосновые леса покрывают около 70% территории (Громцев, 2008). Биогеоценотическая структура лесного покрова на территории сравнительно однородна. Среди лесов преобладают сосняки и ельники черничные (50%), сосняки брусничные (10%), на заболоченных землях доминируют сосняки кустарничково-сфагновые (10-15 %) (Громцев, 2009). Возраст древостоя варьирует в пределах 80-160 лет и зависит от района, местообитаний и степени освоенности территории в прошлом. Реже встречается древостой старше 200 лет. Ельники лотовые имеют самый широкий спектр возраста отдельных деревьев, при максимальном возрасте в 270 лет. В древостое доминируют деревья 160-200 лет. Производные лиственные и смешанные леса образованы в процессе антропогенной трансформации коренных массивов.

Климат умеренно-континентальный, обусловлен преобладанием западного переноса в циркуляции атмосферы. Зима - продолжительная, сравнительно мягкая, с частыми оттепелями, лето — короткое, прохладное и дождливое, весна и осень - затяжные (Физико-географические ..., 1992). Среднегодовая температура от 0,5 до 1,1°С. Самый холодный месяц январь (—17,9— 18,8°С). Абсолютный минимум отмечен в феврале (-50 °С). Средняя температура самого теплого месяца — июля +15 - +15,5 °С. Число дней с отрицательной средней температурой воздуха - 175 - 185. Средняя дата первых осенних заморозков - 3 сентября, последних весенних заморозков - 19 мая. Средняя дата появления устойчивого снежного покрова — 5 ноября и средняя дата схода снежного покрова - 14 мая (Adrianova, 2003). Первый снежный покров появляется в середине октября, к середине зимы мощность снежного покрова может достигать 80 см, средняя глубина промерзания почвы — 49 см.

В настоящее время район исследования подвергается мощному антропогенному воздействию со стороны транспортной, горно-обогатительной и лесозаготовительной промышленности. Костомукшский горно-обогатительный комбинат является мощным источником аэротехногенных выбросов, прежде всего диоксида серы. Также заметный вклад вносит трансграничный атмосферный перенос загрязнителей от стран Западной Европы и крупных промышленных центров России (Санкт-Петербург и его области, Архангельская и Мурманская области) (Виноградова, Иванова, 2013). Элементы, поступающие в окружающую среду расположились в следующем порядке: Ре>№>Сг>Мп>РЬ>Со. С 1993 г. в гумусовом горизонте почвы отмечено увеличение содержания Ре, Сг, N1, Мп, Си и Ъх\ (Пантелеева, 2009). Из карьера комбината в виде природного антропогенного источника терригенного аэрозоля поступает железа (Ре) около 700 т/г и алюминия (А1) 220 т/г (Виноградова, Иванова, 2011; Виноградова и др., 2012).

Глава 2. Материалы и методы

В качестве объекта исследования выбраны мелкие млекопитающие. По результатам геохимических исследований лишайников и снежного покрова предпринята попытка оценить природу загрязнения в местах отлова мелких млекопитающих и их окружении.

Мелкие млекопитающие. В работе обобщен материал за 12-летний период исследования фауны мелких млекопитающих. Полевые исследования автором проводились с 2004 по 2010 гг. Помимо материалов, собранных автором, в анализе использовались соответствующие материалы С. А. Позднякова за 1999 - 2003 гг. Дополнительно, в 2006 и 2007 гг. был использован материал из почвенных ловушек Барбера собранный и предоставленный Л. Б. Рыбаловым. Сбор материала проводился на 5-ти площадках, которые различаются по степени антропогенного нарушения природных комплексов. Учеты осуществлялись ловушками «Геро» и канавками. Ловушки расставлялись линиями по 25 штук, приманкой служили смоченные в растительном масле кусочки ржаного хлеба. С применением ловчих канавок проводились учеты в основном, в осенний период в 2007, 2008 и 2010 гг. Стационарные работы осуществлялись во всех биотопах, характерных для северо-таёжной подзоны Карелии. Основными для всех участков были: сосняк черничный, сосняк брусничный, ельник черничный, ельник лог (приручейный) и болото осоково-сфагновое. Дополнительно, учеты проведены в сосняке багульниковом и в сосняке лишайниковом, во вторичных смешанных лесах. Из нелесных местообитаний были проведены отловы мелких млекопитающих на лугу злаково-разнотравном. За период с 1999 по 2010 гг. отработано 38 908 ловушко-суток, 326 канавко-суток, отловлено 3 503 зверька, принадлежащих к 12-ти видам.

Добытые животные обрабатывались стандартными методами (Новиков, 1953; Туликова, 1964). Зверьков регистрировали и взвешивали на весах с точностью до 0,1 г., штангенциркулем измеряли длину тела, хвоста и стопы (Новиков, 1953). При вскрытии определяли пол, оценивали состояние гене-

ративных органов. У беременных самок подсчитывалось число эмбрионов, отмечалось наличие рассасывающихся эмбрионов, в яичниках определялось количество желтых тел, у рожавших самок — число плацентарных пятен в рогах матки (Новиков, 1949). Вид отловленных зверьков устанавливали по морфологическим (Сиивонен, 1979) и в особенности у бурозубок по одонтологическим признакам вариации строения верхних промежуточных зубов по работам Т. В. Ивантер (Ивантер Т. В., 1976 а, б). Возраст зверьков устанавливался по степени развития корней М2 (Тупикова и др., 1970).

Численность оценивали по числу экземпляров на 100 ловушко-суток и число экземпляров на 10 канавко-суток. Ежегодная оценка численности представляет усредненное значение для каждого года по троекратным отловам (май-июнь, июль-август, сентябрь-октябрь) по всем биотопах на каждой площадке. Доля доминирования или процент вида в группировке, применялся в качестве числовой характеристики видов. Полученный материал обрабатывался стандартной биометрической обработке в программе Excel: среднее арифметическое (М), ошибка средней арифметической (т), стандартное отклонения (S), критерий достоверности (t) (Ивантер, Коросов, 2003; Ивантер, Коросов 2010). Для выявления степени предпочтения, отдельных видов тому или иному местообитанию вычисляли коэффициент (индекс) верности биотопу (Глотов и др., 1978). Для сравнения видового состава биоценотических группировок мелких млекопитающих в среде статистического графического пакета Statistical Graphics, версия 2.0. применялся кластерный анализ (Коросов, Горбач, 2010).

Лишайники. Отбор проб лишайников выполнен в период с 2006 по 2010 гг. Отобрано 10 проб кустистого лишайника Alectoria sarmentosa subsp. Sarmentosa и 27 проб эпигейных лишайников рода Cladonia (С. rangiferina, С. stellaris, С. arbúsculo). Отбор и обработка проб выполнялись в химически чистых перчатках. Обработка и анализ проб лишайников выполнен в Институте океанологии им. П. П. Ширшова РАН (г. Москва), геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (г. Москва), в лаборатории механизмов и переноса в геологии университета г.Тулуза (Франция) и на кафедре радиохимии МГУ им. Ломоносова. Определено содержание 45 элементов (Na, Mg, Al, К, Са, V, Cr, Mn, Fe, Со, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Cd, Sb, Cs, Ba, редкоземельные элементы (РЗЭ), Hf, W, Pb, Bi, Th, U). Для оценки роли различных источников в формировании элементного состава лишайников рассчитывали коэффициенты обогащения (КО) относительно среднего состава континентальной земной коры (Taylor, 1964) по формуле: КО = (Эл/А1) пробы / (Эл/А1) коры (Шевченко, 2006). Вещественный состав нерастворимых частиц в снеге получен методом сканирующей электронной микроскопии.

Снеговой покров. В 2006 и 2007 гг. с пяти точек отобраны снеговые пробы с поверхностного слоя и на всю глубину. Отобрано 20 проб, по стандартной методике (ГОСТ 17.1.5.05-85). Аналитическая работа в 2006 г. выполнена в Центре Лабораторного Анализа и Технологических Измерений по РК г. Петрозаводска, в 2007 г. в лаборатории гидрохимии и гидрогеологии ИВПС

КарНЦ РАН. В талых снеговых водах определены: рН, щелочность, К', Ыа+, Са , Мб2+, БОД СГ, биогенные элементы (Рмин, Робщ, ЫН4+, К'О2", ЫО3", Ыорг, Иобщ), литофильные элементы (Реобщ, Мп, А1, 81), тяжелые металлы (гп, Си, М, Сс1).

Глава 3. Антропогенное воздействие на природные комплексы региона

исследования

Промышленные выбросы не могут, не оказывать влияние на население мелких млекопитающих. В зоне влияния выбросов, многими авторами, отмечается изменение морфофункциональных характеристик внутренних органов зверьков, интоксикация и нарушение функций органов, изменения в эмбриональном развитии (Коросов, 1990; Москвитина, 2000; Ивантер, Медведев, 2007; Атарикова, 2008). В 30 км от заповедника «Костомукшский» и 10 км на запад от г.Костомукша, расположено горно-обогатительное предприятие ОАО «Карельский окатыш». Ежегодно в атмосферу предприятием выбрасывается Б02 - 30 тыс. т/год, пыли 7-8 тыс. т/год (Пантелеева, 2009). В состав основных выбросов входят твердые вещества -11%, диоксид серы -82%, оксид углерода - 3,1% и оксид азота 3,3%, на автотранспорт - 9,6% (Гайдыш, 2012), а так же пыль, состоящая ш частиц коренных пород. Суммарные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников и автотранспорта г. Костомукша в 2007 году составили 54,17 тыс. т/год (Виноградова, 2011), 2009 г. - 45,6 тыс. т. (Гайдыш, 2012). Открытый способ добычи руды, является круглогодичным источником терригенного аэрозоля, и тем самым приводит к поступлению приблизительно 700 т/г. железа и 220 т/г. алюминия (Виноградова, Иванова, 2013). В летнее время, усиливается запыленность атмосферы из отвалов пустой породы (Шильцо-ва, Ласточкина, 2004). Добыча руды открытым способом приводит к поступлению в атмосферу химических элементов ранее скрытых в земной коре. Действующие на угле ТЭЦ, выбрасывают в атмосферу N1, Б, Бе, Сг, Сё, Ая, А1, частицы сажи и пепла (Пантелеева, 2008). Транспорт обогащает среду -Ъп, Б, Мп, РЬ, А1.

Исследованные химические элементы по типу источника поступления можно разделить на две группы: природные и антропогенные. К природным элементам относят литогенные элементы (А1, Ре, ТЧ, Бс, КЕЕ), к антропогенным элементам, элементы возникшие в процессе деятельности: промышленности, транспорта, энергетики и сельского хозяйства (N1, 8, Сг, С<1, Аз, 7п, Б, Мп, РЬ). По характеру распределения элементов вокруг комбината, исследуемые элементы разделили на три группы:

1: Ее, Сг, V, №, Со, Ав;

2: Ыа, Мё, А1, К, Са, П, Оа, У, Ъх, №>, 11ЕЕ, ЛЬ, БЬ, Сб, Ва, Бг, и и ТЬ;

3: Мо, гп, Сй, РЬ, В1, Н& Мп.

Элементы первой группы, достигают максимальных концентраций в пробах лишайников на расстоянии от 3 до 8 км от комбината и после 20 км выполаживаются (рис.1). Содержание железа в пробах кладонии изменялось от 172 до 26 327 мкг/г., при средней концентрации по району 4 544,6 мкг/г.

Высокие концентрации железа, алюминия и кобальта обусловлены влиянием карьера и отвалов. Аналогичное распределение концентраций элементов в пробах лишайников отмечено для Сг, V, №, Со, Ав. Элементы второй группы, образуют 2 пика (рис. 1). Первый пик на расстоянии от 3 до 5 км, второй на расстоянии 14 км от комбината возле г. Костомукша. На расстоянии 20 км от Костомукши, содержания элементов выравниваются. Аналогичное распределение отмечается для зольности лишайников - максимум на расстоянии 1,2 км от комбината, второй пик на расстоянии 15 км от комбината, а на расстоянии более 20 км достигается постоянный уровень. Третья группа элементов не имеет закономерного распределения вокруг комбината. Для них наблюдаются высокие степени обогащения в большинстве проб. На примере цинка, видно, что его максимальное содержание достигается в районе г. Костомукша.

Рис. 1. Зависимость содержания железа и алюминия в лишайниках рода кладония от расстояния от Костомукшского ГОКа. По оси абсцисс - расстояние от комбината; по оси ординат - концентрация элемента (ррт)

В район исследования РЬ, 1и Сё поступают за счет дальнего переноса из густонаселенных районов (К1юас1ев, 1999; Виноградова, Иванова, 2011; Виноградова, Иванова, 2013). Мышьяк (Ав), сурьма (БЬ) и ртуть распределены относительно равномерно, однако, более высокие значения КО отмечены для проб отобранных в районе комбината. Основным источником поступления их в атмосферу является сжигание угля (Шюабев, 1999). Для почв города в 2012 г. было определено средние содержание для кадмия 0,13 мг/кг (0,010,47 мг/кг) и для свинца 6,45 мг/кг (1,05-49,1 мг/кг). Полученные И. С. Гай-дыш (2012) значения не превышают ПДК для Сё - 0,5 мг/кг, для РЬ - 32 мг/кг.

Высокие концентрации Zn отмечены для района комбината, в окрестностях г. Костомукша и вдоль границы с Финляндией. Предположительно, цинк поступает с медно-никелевого комбината Харьявалта, расположенного на юго-западе Финляндии (Шевченко, 2013), а также с автомобильных выбросов, промышленных районов, моря и др (ИюаёеБ, 1999).

Из редкоземельных элементов, лантан имеет наибольшие КО. Это связано с минеральной пылью комбината, для которой характерна лантановая аномалия (Шевченко, 2013).

Пылевое загрязнение оценивали по содержанию золы в талломе лишайников. Среднее содержание золы в пробах - 1,65% (8=1,53%). Максимальных значений зольность (6,64%), достигает на площадках расположенных вблизи комбината (№ 4 и 5). Минимальное содержание золы (0,49%) получено для пробы с площадки 3. На примере лишайника Нуро^утгпарИу.^оёе.ч, М. А. Фадеева (2001), для зоны слабого пылевого загрязнения приводит содержание золы 2,84±0,12, которое варьировало в зависимости от расстояния от комбината от 1,19 до 12,86%. Содержание серы (Б) в талломе лишайников с района хвостохранилища, превышает естественный фон в 2-3 раза (Фадеева, 2001), в радиусе 5-9 км в лесной подстилке возрастает общее содержание серы до 0,25-0,30% (Федорец, 2001). Поступление серы в район связывают с трансграничным переносом с Европы (Сомова, 2012).

Прослеживается корреляции содержания литогенных (скандий, железо) и других антропогенных элементов от дороги. Пробы лишайников, отобранные в 200 м от автодороги г. Костомукша - Финляндия более обогащены элементами (8, Хп, Ре, С<1) (Оценка ..., 2001; Чмеренко, 2008).

Поступление никеля (№) и меди (Си) в район исследования обусловлено предприятиями Мурманской области, поступление свинца (РЬ) обусловлено глобальным загрязнением нижней тропосферы над всей Европой. Средний поток свинца со стороны Финляндии на единицу площади вблизи заповедника составляет 45 мкг/м2/г (Виноградова, Иванова, 2013).

Результаты геохимического исследования талого снега сравнивали с величинами ПДК применяемые при расчетах содержания вещества в водоемах, имеющих рыбохозяйственное значение и со средними показателями по Карелии. Среднее значение рН - 4,99 (2006 г.) и 5,3 (2007 г.) можно считать не превышающим фоновые значения для Карелии (5) (Лозовик и др., 2006). Величина рН около ГОКа повышена до 6,0, что связано с поступлением пылевых выбросов комбината, содержащих щелочные и щелочноземельные металлы (Федорец, 2001). Отмечено превышение уровня ПДК для нефтепродуктов в северо-западном направлении от трубы ГОКа. Концентрация ионов калия изменялась в пределах 0,02-0,22 мг/л, в среднем 0,07 мг/л, что близко к ранее установленному среднему (0,1 мг/л) для этого района. Содержание сульфатов в снеговых пробах невысокое и колебалось в пределах от 0,46 до 1,71 мг/л. Наибольшая их концентрация (1,71 мг/л) отмечена в пробе около комбината, в ней же наблюдалось повышенные значения кальция (0,79 мг/л) и величины рН (5, 97). Поступление сульфатов, кальция и калия с атмосферными осадками около комбината связывают главным образом, с антропогенным влиянием (Отчет ..., 2007). На антропогенной территории; содержание Ееобщ до 0,31 и 0,82 мг/л, в то время как на остальных площадках пределы колебания 0,047-0,155 мг/л. Здесь же, содержание алюминия - 0,18 и 0,34 мг/л, на других площадках содержание - не более 0,06 мг/л. Увеличена концентрация железа и цинка на фоновой территории в районе автодороги. Наличие кремния (БО в атмосферных осадках подтверждает поступление части элементов с терригенными частицами. В исследуемых снеговых пробах находился в пределах 0,001-0,148 мг/л.

Среди тяжелых металлов 2п. Си, N1, Сё повышенные концентрации меди и никеля отмечены для района комбината (Си - 7,4 мкг/л и N1 - 1,59 мкг/л). Для всех остальных проб содержание этих элементов не превышало: Си -0,4 мкг/л; N1 - 0,63 мкг/л; Сс1 - 0,03 мкг/л и меньше ПДК. Содержание 2п в снеге изменялось в диапазоне 3,0-12,5 мкг/л (Отчет, 2007). В составе нерас-творенных частиц в снеге фоновых площадок преобладают растительные частицы (лишайник), споры растений и диатомовые водоросли. На поверхность компонентов природной среды в окрестностях комбината в массе поступают агрегаты сажевых частиц и отдельные сферы сгорания (рис. 2).

в г

Рис. 2. Вещественный состав нерастворимых частиц в снеге фоновых точек (а, б) и импакт-

ных точек вблизи ГОКа (в, г) по данным сканирующей электронной микроскопии: а - растительные волокна (размер кадра 50 мкм); б - спора и минеральная частица (размер кадра 50 мкм); в - растительные волокна, пыльца и минеральные частицы (размер кадра 160 мкм); г - минеральные частицы и агрегат частиц сажи (размер кадра 16 мкм).

Площадки, расположенные в районе комбината, максимально подвергаются негативному воздействию со стороны выбросов комбината. На природные компоненты осаждаются частицы сажи, пепла, терригенные (Ре, А1) и антропогенные элементы (Сг, V, N1, Со, Аз и Ьа). В переносе этих элементов

играет роль привнос литогенной пылью, выбросами с комбината и выдуванием частиц с отвалов и хвостохранилшца. От удаленных источников, путем дальнего переноса в район исследования, поступают К, Mn, Zn, Cd, Mo, Pb, Bi, Hg и 137Cs. Площадки, расположенные на территории заповедника «Костомукшский», не подвергаются существенному загрязнению и данную территорию возможно рассматривать как фоновую.

Глава 4. Фаунистический анализ населения мелких млекопитающих в районе исследования

Фауна Micromammalia имеет типичный северотаежный облик, для которого характерна стабильная «двухдоминантная» система популяций (Иван-тер, 1976; Поздняков, 1996). В районе исследования, достоверно отмечено 13 видов мелких млекопитающих, в этот список вошла крыса серая (Rattus norvegicus Berk.). Один экземпляр крысы был отмечен на территории строящегося кордона. По результатам двенадцати лет исследования зарегистрировано 12 видов мелких млекопитающих.

Наиболее многочисленными видами, как по региону, так и по биотопам, являются Clethrionomys glareolus, Sorex araneus и Microtus agrestis, в суммарных уловах на них приходится - 89,5%. Далее, по убыванию численности следуют, Sorex caecutiens, Myopus schisticolor, Sorex isodon и Sorex minulus, в общих уловах на приходится 8,5%, на Clethrionomys rufocanus, Neomys fodien, Sorex minutissimus и Microtus oeconomus около 2%.

По степени доминирования в суммарных уловах на фоновой территории, виды мелких млекопитающих расположились следующим образом: рыжая полевка (Clethrionomys glareolus Schreb.), обыкновенная бурозубка (Sorex araneus L.), темная полевка (Microtus agrestis L.), средняя бурозубка (Sorex caecutiens Laxm.), лесной лемминг {Myopus schisticolor Lill.), малая бурозубка (Sorex minutus L.), красно-серая полевка (Clethrionomys rufocanus Sund.), равнозубая бурозубка (Sorex isodon Turov.), водяная кутора (Neomys fodiens Penn.), крошечная бурозубка (Sorex minutissimus Zimm.) и полевка-экономка (Microtus oeconomus Pall.). В районе комбината, эти же виды расположились несколько иначе. Равнозубая бурозубка следует после обыкновенной бурозубки, далее темная полевка, средняя бурозубка и красно-серая полевка В импактной зоне комбината, в уловах отсутствовали крошечная бурозубка и лесной лемминг. Такое соотношение видов сохраняется в разные годы. В сборах канавками увеличивается доля насекомоядных и численность второстепенных видов.

Отличительной чертой населения мелких млекопитающих Северной Карелии, является длительная фаза депрессий и кратковременность подъема численности. Общий показатель учета давилками по региону в целом колеблется по годам от 2,7 до 16,1 экз. на 100 ловушко суток и составляет в среднем 8,6 экз. на 100 ловушко-суток, что несколько выше, чем на территории Приладожья - 5,85 экз. на 100 ловушко-суток (Иван-тер, Макаров, 2001). На фоновой территории численность колебалась по годам от 3,1 до 16,1 экз. на 100 ловушко-суток, при средней 10,3 экз. на

100 ловушко-суток. На антропогенной территории колебалась от 2,7 до 10,6 экз. на 100 ловушко-суток и средней 6,8 экз. на 100 ловушко-суток. Суммарная численность зверьков подвержена значительным колебаниям по годам. В периоды «депрессий» (2003, 2007) она опускалась до 2,7 экз. на 100 ловушко-суток, а в годы «пиков» (1999-2000, 2004-2005) достигала 16,1 экз. на 100 ловушко-суток.

В более ранних работах (с 1987 по 1997 гг.), на территории заповедника регистрировались регулярные четырехлетние циклы динамики численности мелких млекопитающих (Поздняков, 1996). В периоды с 1998 по 1999 гг. и с 2004 по 2005 гг., фаза «пика» численности составила 2 года, что привело к формированию популяционного цикла продолжительностью пять лет. Впервые зарегистрировано доминирование обыкновенной бурозубки над рыжей полевкой в 2002, 2007 и 2008 г. В эти годы, численность рыжей полевки достигала своей минимальной численности, а обыкновенной бурозубки -максимальной, причем на всех площадках (рис. 3).

18 ...........................................................................................к...................................................................................................

16 ■!........................................................................

2 I............................... .......................................

о •!...........................................г........................

Г t/j о — С » f. ~Т С. — г ( с. Г"- Vj J

Я>. Я; Я; Ж 2- g: Я g Я. g g 5 Я Я g 2 5

~ — — — ^ — — ™ — ГМ с» f^i 0-1 С J CI ÍN (Ñ С i Ы íN

Рис. 3. Динамика численности мелких млекопитающих в коренном (К) и антропогенном (А) ландшафтах с 1987 по 2010 гт. Данные с 1987 по 1994 гг. получены Поздняковым С. А. (1996).

По оси абсцисс - годы, по оси ординат - численность, экз. на 100 ловушко-суток.

Sorex araneus L. - Обыкновенная бурозубка. В общих уловах ловушками мелких млекопитающих на фоновой территории - 19,4% и антропогенной - 26%. В учетах канавками - 28,5%. Средняя многолетняя численность на фоновой территории — 2,0 экз. на 100 ловушко-суток (0,2 до 6,0 экз. на 100 ловушко-суток), на антропогенной - 1,8 экз. на 100 ловушко-суток (0,47-3,6 экз. на 100 ловушко-суток). На юге Карелии средняя численность составляет 1,3 экз. на 100 ловушко-суток (Ивантер, 1975 а), в Лапландском заповеднике - 1,7 экз. на 100 ловушко-суток (Катаев, 2005), в заповеднике «Пасвик» - 5 экз. на 100 ловушко-суток (Макарова, 2003). Сопоставление этих данных с результатами отлова в других регионах, позволяет оценивать общую численность в районе исследования

13

как среднюю. Максимальная численность обыкновенной бурозубки регистрировалась в годы «депрессии» численности рыжей полевки - в 2002 и 2008 гг., а минимальная численность в годы «пика» (2000, 2003 и 2009 гг.) численности. Наибольшая плотность зверьков на лугу (2,99 экз. на 100 ло-вушко-суток), наименьшая в сосняке брусничном и на болоте - 0,78 и 0,50 экз. на 100 ловушко-суток. Предпочитает смешанные леса (+0,98), ельники черничные (+0,61) и луг (+0,59). К более влажным биотопам, таким как сосняк черничный (+0,31 и +0,24) и ельник приручейный (+0,28), вид тяготеет меньше. Индифферентен к сосняку багульниковому (-0,07), избегает сосняк брусничный (-0,62) и болота (-0,87) (табл.2).

Таблица 1

Биотопическое распределение мелких млекопитающих в бесснежный период в коренном (К) н антропогенном (А) ландшафтах в период с 1999 по 2010 г.г.

Вид Луг Сосняк багульниковый Сосняк брусничный Сосняк черничный Ельник черничный Ельник приручейный Болото Смешанный лес

Cl.gl. К +0,14 -0,05 -0,61 +0,43 +0,25 +0,49 -1,15 +0,66

А -0,03 +0,27 +0,34 -0,91 +0,28

S.a. К +0,59 -0,07 -0,62 +0,31 +0,61 +0,02 -0.87 +0.33

А +0,24 +0,36 +0,28 -0,27 +0,98

S.c. К - -0,79 +0,36 -0,08 -0,04 +0,09 - +0,28

А +0,12 -0,29 + 1,15 -0,24 -0.11

М.а. К +1,55 -0,40 -0,55 -0,44 - +0,24 +0,75 -0.29

А -0,54 -0,40 - -0,07 -

S.m. К -0.34 -0,08 -0,19 +0.21 -0.26 +0,52 +0,09 -0.08

А +0,83 -0,05 -0,05 -0,05 +1.16

S.ms. К +0,94 - - - - +0,50 +0,50 -

А - - - - +1,49

S.i. К -0,05 - - -0,17 +0,13 +1,56 - +1,13

А -0,05 -0,39 -0,02 -0,57 -0,49

C.rf. К -0,2 +0,22 +1,25 - -0,36 +0,02 - -0,45

А - - +1,79 - -

Mys. К - +0,66 -0,10 +0,11 -0,11 +0,46 -0.49 +0,45

А - - - - -

M.oe. К +0,73 - - - -0,56 +0,46 +1,7 -

А - - - +1,79 -

N.f. К - - - - - +1,7 +0,08 +1,79

А - - - - - - - +1,79

M.m. - - - - - - - - -

C.r. А - - +1,79 - +1,79

Примечание: К - массивы коренного леса; А - массивы леса трансформированные антропогенным воздействием. O.g.- рыжая полевка; Cl.rf.- красно-серая полевка; Cr. — красная полевка; М.а.- темная полевка; Мое. - полевка-экономка; Mys.- лесной лемминг; N.f.- водяная кутора; S.a.- обыкновенная бурозубка; S.C.- средняя бурозубка; S.i.- равнозубая бурозубка; S.m.- малая бурозубка; S.ms. - крошечная бурозубка; * - вид отлавливался канавками.

Таблица 2

Средняя численность мелких млекопитающих, в различных местообитаниях по результатам учета ловушками (экз. на 100 ловушко-суток) в период с 1999 по 2010 гг.

вид Луг Сосняк ба-гуль- Ш1КО- вый Сосняк брусничный Сосняк черничный Ельник черничный Ельник прирученный Болото Смешанный лес Сосняк лишай-нико-вый

К к К К А К А К А К А К А К

сад. 6.74 7,1 3,42 8,64 5,05 7,8 5,37 8,86 5.9 0,43 1,42 9,26 3,46 3,1

S.a. 2.99 2,10 0,78 2.76 2,39 2,56 2.28 1,9 2,4 0,50 1.78 2.47 1.1 -

S.c. * 0,46 0,26 0,28 0,41 0.18 0,13 0,23 0,53 - 0,1 0.39 0.08 -

М.а. 3,5 0,05 0,02 0,29 0,03 - 0.22 0,64 - 1,8 0,58 0,09 1,12 -

S.m. 0,08 0,06 0,02 0,13 0,13 0,13 0,05 0,44 0,1 0,16 0,05 0,11 - -

S.ms. 0,06 - * - - - - 0.04 - 0,05 - - - -

S.i. 0,06 - * 0,02 0,22 0,04 0,17 0,41 0,6 - 0.04 0,02 1,1 -

C.rf. 0,11 0,20 0,18 - - 0,03 - 0,03 0,3 - - 0,09 - -

Mys. - 0,40 0.08 0,21 - 0,09 - 0.24 - 0,11 - 0,46 - -

M.oe. 0,03 - - - - 0,03 - 0,02 - 0,05 0,05 - -

N.f. - - - - - - - 0,19 - 0,02 - 0,02 0,44 -

Cr. - - - - - - - - 0.67 - - - 0,67 -

Всего видов 8/9 7 7/9 7 6 8 6 11 7 8 7/8 10 7 1

z обилие 13,57 10,37 4,76 12,33 8,23 10,37 8,22 13,0 10,5 3,12 4,02 12,91 7,97 3,1

Примечание: К - массивы коренного леса; А - массивы леса трансформированные антропогенным воздействием. Cl.g.- рыжая полевка; Cl.rf- красно-серая полевка; С.г. - красная полевка; М.а,- темная полевка; Мое. - полевка-экономка; Mys.- лесной лемминг; N.f.- водяная кутора; S.a.- обыкновенная бурозубка; S.C.- средняя б\розубка; S.i.- равнозубая бурозубка; S.m.- малая бурозубка; S.ms. - крошечная бурозубка; * - вид отлавливался канавками.

Sorex caecutiens Laxm. - Средняя бурозубка. В общих уловах заповедника составляет - 2,5%, в районе комбината - 3,9%. Среди насекомоядных, вид занимает второе место на фоновой территории и третье на антропогенной территории. Средняя многолетняя численность - 0,2 экз. на 100 ловушко-суток (0 - 0,84 экз. на 100 ловушко-суток), в импактной зоне комбината численность изменяется от 0 до 0,6 экз. на 100 ловушко-суток. Отдает предпочтение в ельнике приручейном с доминированием в напочвенном покрове зеленых мхов (+1,15), несколько меньше в сосняке брусничном (+0,36) и в смешанному лесу (+0,28).

Sorex isodon Turov. - Равнозубая бурозубка. Редкий вид. На фоновой территории средняя численность - 0,06 экз. на 100 ловушко-суток, на антропогенной - 0,38 экз. на 100 ловушко-суток. Вид занесен в Красную книгу Карелии (2007) с категорией 4 (DD) - недостаточно изученный. В заповеднике

«Пасвик» численность вида 0,3 экз. на 100 ловушко-суток (Макарова и др., 2003). На фоновой территории вид предпочитает селиться в ельнике приру-чейном (+1,56) и смешанном лесу (+1,13), на антропогенной территории вид индифферентный ко всем биотопам.

Sorex minutus L. - Малая бурозубка. Встречается повсеместно, но в учетах давилками их доля мала. Ежегодно отлавливается от 1 до 5 особи. На фоновой территории, средняя многолетняя численность - 0,17 экз. на 100 ловушко-суток. Максимальная численность отмечалась в 2005 и 2008 гг. и составила 0,8 экз. на 100 ловушко-суток. В районе комбината средняя многолетняя численность по сравнению с фоновой территорией ниже - 0,07 экз. на 100 ловушко-суток.

Sorex minutissimns Zimm. - Крошечная бурозубка. По результатам учета ловушками на фоновой территории, вид в общих уловах занимает 10 место, при средней численности 0,02 экз. на 100 ловушко-суток. Подъем численности пришелся на годы «пика» общей численности мелких млекопитающих (1999, 2007 и 2008 гг.). В импактной зоне комбината вид отсутствует. Предпочитает селиться на лугу (+0,94), а также в биотопах с повышенной влажностью (болото, ельник приручейный).

Neomys fodiens Pennant. - Водяная кутора. Стенобионтный вид, тяготеющий к околоводным местообитаниям. Предпочитает селиться в ельнике прирученном (+1,7), на болотах (+1,79) и в смешанном лесу при наличии ручья (+1,79). Вид отлавливается не ежегодно, добыто 14 экз., из них 4 экз. в районе комбината в смешанном лесу. Средняя многолетняя численность на фоновой и антропогенной территориях 0,04 и 0,06 экз. на 100 ловушко-суток.

Clethrionomys glareolus Sehr. - Рыжая полевка. Многочисленный вид, на фоновой территории - 7,44 экз. на 100 ловушко-суток, а в импактной зоне комбината, численность несколько ниже -5,44 экз. на 100 ловушко-суток. Заселяет все возможные биотопы, но численность ее выше в смешанном лесу (9,26 экз. на 100 ловушко-суток, индекс верности биотопу +0,66, в ельнике приручейном (8,86 экз. на 100 ловушко-суток) и в сосняке черничном (8,64 экз. на 100 ловушко-суток). Избегает заболоченные и сухие биотопы (болота, сосняки брусничный и лишайниковый). Вместе с тем, в зоне техногенного воздействия политопность рыжей полевки выражена слабее. Здесь нет высоких показателей обилия. В годы «депрессии» общей численности мелких млекопитающих (2002, 2003, 2006 и 2007) в коренном ландшафте, средняя годовая численность рыжей полевки составила 3,45 экз. на 100 ловушко-суток, при весенний численность - 0,99 экз. на 100 ловушко-суток, к осени численность увеличивалась в 8 раз (8,44 экз. на 100 ловушко-суток) (табл. 2). В годы «пика» численности (1999, 2000, 2004, 2005 и 2008) средняя годовая - 9,2 экз. на 100 ловушко-суток, весной - 3,78 экз. на 100 ловуш-ко-суток, к осени поднималась до 17,16 экз. на 100 ловушко-суток, а в 2005 г. - 28,7 экз. на 100 ловушко-суток. При практически одинаковой весенней численности в годы «депрессии», темпы роста полевки с загрязненной территории уступают коренным ландшафтам. В районе техногенного загрязне-

ния, в популяции рыжей полевки прослеживается тенденция увеличения доли самцов, снижение доли перезимовавших особей и увеличение сеголеток. Средняя величина помета на пике численности на фоновой территории и в районе комбината не отличалась (соответственно, 4,9 и 4,8). На фоновой и антропогенной территориях в годы «пика» численности резорбций эмбрионов на уровне 20%. Таким образом, не обнаруживает зависимости эмбриональной смертности от расстояния от комбината.

Таблица 3

Средняя многолетняя численность рыжей полевки в годы «депрессии» и «пика» численности в коренном и антропогенном ландшафтах (экз. на 100 ловушко-суток)

Параметры Весна «депрессия» Осень «депрессия» Годовая Весна «пика» Осень «пика» Годовая

Коренной

М 0,99 8,44 3,45 3,78 17,16 9,2

lim 0-2,57 4,57-18,3 1,71-8,65 1,1-7,4 4,9-28,7 3,0-14,0

S 1.01 5.3 2.4 2,29 7,8 3,6

Антропогенный

М 1,95 4,55 2,52 1,4 7,66 4,6

lim 0-8.0 1,67-10,4 1,67-4,8 0,5-2,0 2,0-14,8 2,4-6,3

S 3,1 3,21 1,2 0,64 4.5 1,5

Clethrionomys rufocanus Sund. - Красно-серая полевка. Распространенный, но малочисленный вид. В сборах заповедника составляет 0,8%, в районе комбината — 1,3%. В пределах заповедника за период исследования отловлено 25 экземпляров, из них 10 особей в 2005 г. в сосняке брусничном. Среднегодовая численность в коренном и антропогенных ландшафтах -0,08 экз. на 100 ловушко-суток.

Clethrionomys rutihts Pall. - Красная полевка. Вид известна по 7 экземплярам в сборах экспедиции МГУ в северной части заповедника, подверженной незначительному влиянию человека (Отчет, 1992; Поздняков, 1997). В более поздних сборах, вцц отмечен на антропогенной территории в 2005 и 2006 гг. в ельнике приручейном (1 экз.) и березняке (4 экз.).

Microtus agreslis L. - Темная полевка. Вид приурочен к трансформированным стациям (бывшим сельскохозяйственным угодьям). В заповеднике по численности и доминированию в уловах, темная полевка занимает третье место (7%). В заповеднике, темная полевка отлавливается на разнотравном лугу бывшей деревни Йэхримянваара, а также в ельнике приручейном с обилием поваленных деревьев и гнилых пней. Средняя численность на лугу - 3,5 экз. на 100 ловушко-суток, на территорию заповедника - 0,75 экз. на 100 ловушко-суток, на антропогенной территории - 0,34 экз. на 100 ловуш-ко-суток. Всплеск численности отмечен в период общего «пика» численности мелких млекопитающих (1999-2000 гг.), тогда численность достигла уровня в 2,3-3,0 экз. на 100 ловушко-суток. С 2001 по 2010 года наблюдается

продолжительный период низкой численности с колебаниями по годам от 0,1 до 0,9 экз. на 100 ловушко-суток. В биотопическом размещение вид отдает явное предпочтение открытым местообитаниям: луговая ассоциация (+1,55), болота (+0,75) и несколько меньше ельнику приручейному (+0,24). Что соответствует размещению вида по Карелии.

Micro tus oeconomus Pall. - Полевка-экономка. Малочисленный вид. В сборах ранних лет присутствовали две молодые особи, пойманные в августе 1987 г. на лугу и в октябре того же года на болоте (Позняков, 1997). В наших сборах вид известен по 5 экз. отловленным в заповеднике и 2 экз. около комбината. Отлавливается в ельнике приручейном, на осоко-сфагновом болоте и на лугу. Средняя многолетняя численность 0,013 экз. на 100 ловушко-суток.

Myopus schisticolor Lili. - Лесной лемминг. Малочисленный, отлавливается не ежегодно. В импактной зоне комбината вид в учетах отсутствует. Средняя многолетняя численность — 0,19 экз. на 100 ловушко-суток. В отдельные годы, численность лемминга увеличивалась до 0,62 экз. на 100 ловушко-суток. Предпочитает селиться в сосняке багульниковом (+0,66), ельнике приручейном (+0,46) и смешанном лесу (+0,45), избегает болот.

Глава 4. Биоценотические группировки мелких млекопитающих

Методом кластерного анализа биогеоценотические группировки мелких млекопитающих, с районов, различающиеся по степени антропогенного нарушения природных комплексов, были объединены в 2 группы (рис. 4). В первую группу объединены площадки расположенные на фоновой территории (FM, KR, KL) с доминированием коренного ландшафта. Во второй группе, площадки расположенные в непосредственной близости от комбината (GK6 и GK7).

о

ÍM»

Рис. 4. Ось ординат - шкала расстояния между объектами (Distance); ось абсцисс— площадки расположенные в порядке сходства.

Наиболее плотно населены и богаты видами мелких млекопитающих ельник приручейный (лог) и биотопы, возникшие в результате преобразования человеком коренного леса (луг, смешанный лес). В ельнике приручейном учтено 11 видов для фоновой территории и 7 для антропогенной. На фоновой территории в уловах отсутствовала красная полевка. Плотность населения зверьков на фоновой территории - 13,0 экз. на 100 ловушко-суток, на антропогенной территории - 10,5 экз. на 100 ловушко-суток (табл. 1). Доля рыжей полевки в общих

Oíí-upAvírssí лМ^ДаШгйглк&Фгзй

уловах коренного ландшафта - 68,2%, антропогенного ландшафта - 59,3%. Численность обыкновенной бурозубки в коренном ландшафте - 1,9 экз. на 100 ловушко-суток, в антропогенном - 2,4 экз. на 100 ловушко-суток.

Луговые ассоциации и смешанный лес занимают второе место по разнообразию фауны мелких млекопитающих. По сравнению с коренными типами леса, здесь выше плотность населения (13,57 и 12,91 экз. на 100 ловушко-суток) и разнообразие видов. Фауна мелких млекопитающих луга включает 9 видов из 11 видов отмеченных в заповеднике. Наряду с доминирующими видами, рыжей полевкой и обыкновенной бурозубкой, в биотопическом комплексе луга, в обилие отлавливается темная полевка (25,9 %).

Смешанный лес и лиственное мелколесье, в районе исследования встречаются редко: вырубки, вдоль обочин дорог, по берегам ручьев и озер вблизи пустошей. Средняя многолетняя численность зверьков в березняках коренного ландшафта уступает лишь луговой ассоциации и ельнику приручейному. Средняя многолетняя численность зверьков смешанном лесу в заповеднике - 12,91 экз. на 100 ловушко-суток, в районе комбината - 7,97 экз. на 100 ловушко-суток. Видовое разнообразие также ниже около комбината (соответственно, 10 и 7). Колебание численности зверьков сильнее в коренных ландшафтах (4,0-26,6 экз. на 100 ловушко-суток), в районе комбината (2,0-14,0 на 100 ловушко-суток). В районе промышленного загрязнения с фрагментацией местообитаний снижается видовое разнообразие мелких млекопитающих до 7 видов, из которых 4 вида насекомоядные. Снижается доля рыжей полевки на 20%, увеличивается доля темной полевки, обыкновенной и равнозубой бурозубок.

Условия обитания в сосняке багульниковом для мелких млекопитающих намного лучше, чем в лишайниковых сосняках и на болоте. Обилие КИсготаттаНа в сосняках багульниковых аналогично сосняку брусничному и сосняку черничному, но выше чем на болоте и в сосняке брусничном. Амплитуда годовых колебаний численности (3,34-14,28 экз. на 100 ловушко-су-ток), что шоке, чем в коренных стациях. По обилию, рыжая полевка преобладает над всеми другими видами и ее доля в уловах давилками составляет 68,5%. Численность обыкновенной бурозубки 2,10 экз. на 100 ловушко-суток, что соответствует численности в основных стациях (луг, сосняк черничный, ельник черничный и лиственный лес). Третье место принадлежит средней бурозубке (4,4%). У двух видов (лесной лемминг и красно-серая полевка) индексы верности биотопу выше нуля, что говорит о предпочтении к этому биотопу (соответственно, +0,22 и +0,66). Рыжая полевка и обыкновенная бурозубка доминируют здесь по численности особей, тем не менее, заселяют этот биотоп не так охотно, чем другие местообитания.

Зеленомошные леса и болота, занимают промежуточное положение по видовому разнообразию и плотности населения зверьков. В сосняке брусничном отловлено 9 видов. Крошечная и равнозубая бурозубки добыты канавками. По результатам учета ловушками, красно-серая полевка оказывает явное предпочтение этому биотопу, по данным учета канавками - равнозубая бурозубка. Рыжая полевка и обыкновенная бурозубки, доминирующие по численности, избегают этот биотоп. В сосняке черничном на

фоновой территории учтено 7 видов, в районе комбината - 6, здесь отсутствует лесной лемминг. В антропогенном ландшафте доля рыжей полевки около 60%, обыкновенной бурозубки около 30%, тогда как в коренном ландшафте рыжей полевки 70%, а обыкновенной бурозубки 22,4%. Остальные виды малочисленны. По сравнению с другими биотопами, численность насекомоядных здесь одна из самых низких. В годы «депрессии» количество видов снижается до 2-3. Обилие мелких млекопитающих сосняка черничного на антропогенной и фоновой территориях, достоверно отличается (Р(017^ З9)=3.82; 1тт~2,84).

Население ельника черничного на фоновой территории представлено 8-ью видами и 6-ью на антропогенной. Соотношение рыжей полевки и обыкновенной бурозубки на территории с разным уровнем антропогенного влияния существенно не отличается. В отличие от южной и средней Карелии, где в фауне ельников зеленомошных преобладает малая бурозубка (Иван-тер, 1975а; Курхинен, 2006), третье место на севере в ельнике черничном занимает средняя бурозубка (1,7%). В импактной зоне комбината средняя бурозубка уступает по численности темной полевке. Темная полевка в отловах в коренном ландшафте в ельнике черничном отсутствует. В целом, среднее значение численности для этого биотопа составляет 9,3 экз. на 100 ловушко-суток. Амплитуда колебаний численности по годам варьирует от 0,64 до 32,67 экз. на 100 ловушко-суток. Зверьки избегают сильно затененные участки со слабо развитой кустарничковой растительность и обилием в напочвенном покрове зеленых мхов. Таким условиям соответствует площадка №5, расположенная в антропогенном ландшафте. Здесь за годы учетов отловлено 4 вида мелких млекопитающих, среднегодовая численность - 8,87 экз. на 100 ловушко-суток. Напротив, в ельниках с разреженным древостоем и развитой кустарничковой растительностью среднемноголетняя численность МкготаттаИа составила 15,3 экз. Из 9 видов, только 3 (рыжая полевка, обыкновенная бурозубка и средняя бурозубка) оказывают этому биотопу предпочтение (+0,25; +0,61; +0,49). Численность видов мелких млекопитающих лишайниковых боров ограничивается одним видом - рыжей полевкой, при средней численности 3,1 экз. на 100 ловушко-суток.

Биоценотические группировки мелких млекопитающих с фоновой и антропогенной территорий, кластерным анализом были объединены в две группы. Биотопы (сосняк черничный, ельник черничный) в импактной зоны комбината объединены в одну группу. Эти же биотопы, но с фоновой территории во вторую группу. Ельники приручейные не были объединены, очевидно, данный биотоп качественно отличается от других биотопов.

Глава 6. Влияние антропогенных факторов на население мелких млекопитающих

В районе исследования, за последние 30 лет на окружающую среду усилился антропогенный пресс со стороны промышленности, транспортных сетей и лесозаготовителей. Это привело к локальной трансформации территории и как следствие к структурным изменениям внутри биогеоценозов. Поступающие в

атмосферу элементы, осаждаясь на поверхность природных компонентов, включаются в цепи питания, что не может не отразиться на населении мелких млекопитающих. Снижение видового биоразнообразия, служит первым признаком нарушения нормального функционирования экосистем (Курхинен и др., 2006). В зоне локального загрязнения комбината, отмечено снижение биоразнообразия лишайников (Фадеева, 2001), афиллофоровых грибов (Бовдарцева и др., 2001), уменьшается микробное население, увеличивается доля ослабленных деревьев. Мелкие млекопитающие не являются исключением.

Амплитуда колебания численности мелких млекопитающих по годам на фоновой территории имеет более высокие значения в годы «пика» численности, по сравнению с районом локального загрязнения (рис. 3). В годы «депрессии» численности, суммарное обилие видов находится на одном уровне. В антропогенном ландшафте не наблюдается значительного прироста численности зверьков от весны к осени, по сравнению с фоновой территорией. Вероятно, это обусловлено низким потенциалом роста популяций в зоне интенсивного антропогенного воздействия.

С уменьшением обилия видов на антропогенной территории, также изменяется соотношение видов, что очевидно обусловлено изменением кормовой базы для ряда зверьков. В условиях техногенного загрязнения в население мелких млекопитающих увеличивается доля насекомоядных, и уменьшается доля зеленоядных видов. На фоновой территории доля зеленоядных видов (68,3%), на антропогенной (57,6%), доля насекомоядных соответственно 24,45% и 37,5%. О перестройке населения мелких млекопитающих под воздействием антропогенных факторов отмечали многие авторы (Семе-нов-Тян-Шанский, 1970, Коросов, 1987; Поздняков, 1997; Катаев, 2008).

Удлинение популяционного цикла не является следствием деятельности комбината, поскольку одновременно отмечено на фоновой и на антропогенной территориях. Данное предположение, подтверждается синхронностью изменения численности рыжей полевки и обыкновенной бурозубки на фоновой и антропогенной территориях.

Как показали учеты, наиболее плотно населены и богаты видами мелких млекопитающих биотопы возникшие в результате преобразования человеком коренного леса (луг, смешанный лес). По сравнению с коренными типами леса, луговые ассоциации и смешанный лес имеют более разнообразную фауну мелких млекопитающих. Напротив, видовое разнообразие мелких млекопитающих лиственного и мелколиственного лесов в импактной зоне комбината, не отличается большим разнообразием видов. Смешанный лес в районе антропогенного влияния по ввдовому разнообразию уступает смешанному лесу фоновой территории (10 против 7). Второй причиной снижения численности зверьков в антропогенном ландшафте, вероятно можно объяснить фрагментацией ландшафта. В непосредственной близости от учетных площадок проходят автодороги, что может препятствовать миграции мелких млекопитающих между биотопами.

Тем не менее, изменения в населении мелких млекопитающих не имеют катастрофический характер.

Заключение

В составе населения мелких млекопитающих исследованного района с 1999 по 2010 гг. отмечено 12 видов. На фоновой территории учтено 11 видов, в районе комбината — 10 видов. В заповеднике «Костомукшский» в учетах отсутствует красная полевка, а в районе комбината лесной лемминг и крошечная бурозубка.

Видовой состав населения мелких млекопитающих на территории заповедника «Костомукшский» не претерпел изменений с момента организации мониторинговых исследований мелких млекопитающих. Ядро фауны, составляют западно-палеарктические виды — СШНгюпотуз %1агео1т, Богех агапеш и М1сго1т agrestis. В суммарных уловах на них приходится - 92,2%. На Богех саесийет, Богех пипишх и Муорш .чс1ихИсо1ог в общих уловах приходится 5,75%, на СШИг'юпотуь ги/осапия, 8огех 1Бойоп, Ыеотуя /ЪсИет, Богех т/пиНяя/тт М1сга1ш оесопотш - 2%.

На антропогенной территории, эти же виды расположились несколько иначе. Равнозубая бурозубка следует после обыкновенной бурозубки, далее темная полевка, средняя бурозубка и красно-серая полевка

Численность видов в коренном ландшафте подвержена более резким колебаниям по годам, чем на антропогенной территории, благодаря более медленному росту популяции от весны к осени. В коренном ландшафте «пики» видов выражены сильнее, чем в антропогенном ландшафте.

Структура населения мелких млекопитающих находится в тесной связи со степенью трансформации с хозяйственной деятельностью человека. Разнообразие и обилие видов выше в лесах преобразованных деятельностью человека (смешанный лес).

В антропогенных ландшафтах изменяется соотношение насекомоядных и грызунов, за счет увеличения доля насекомоядных видов, что очевидно обусловлено изменением кормовой базы для ряда зверьков.

Наиболее плотно населены и богаты видами мелких млекопитающих биотопы возникшие в результате преобразования человеком коренного леса (луг, смешанный лес). Группа зеленомошных лесов и болота, занимают промежуточное положение по видовому разнообразию и плотности населения зверьков. Численность видов мелких млекопитающих лишайниковых боров ограничивается одним видом - рыжей полевкой.

Костомукшский горно-обогатительный комбинат является локальным источником загрязнения. В связи с аэротехногенной нагрузкой предприятия происходит привнос определённого набора элементов, но выявленные изменения в населении млекопитающих этого района не имеют катастрофического характера.

Список основных публикаций по теме диссертации

1. Поздняков С. А., Замбер Н. С. Численность мелких млекопитающих 19982005гг. // Научные исследования в заповедниках и национальных парках России за 1998-2005 годы. ВыпускЗ. Ч.1.М :ВНИИприроды, 2006.С. 187-188.

2. Замбер Н.С. Экологические проблемы Костомукшского заповедника // Экологические проблемы. Взгляд в будущее. Сборник трудов ТУ-й научно-практической конференции с международным участием. Ростов-на-Дону, 2007. С. 142-147.

3. Замбер Н. С. Биологическая оценка состояния окружающей среды на территории муниципального округа «г. Костомукша» // Экология - 2007: Материалы докладов Международной молодежной конференции. Отв.ред. чл.-корр. РАН Ф.Н. Юдахин; Институт экологических проблем Севера УрО РАН. -Архангельск, 2007, С.164-165.

4. Замбер Н. С., Шевченко В. П., Поздняков С. А., Покровский О. С., Васюкова Е. В. Влияние эолового переноса загрязняющих веществ на состояние окружающей среды в районе г. Костомукша, Карелия // Материалы XVII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. III. - М.: 2007. С.233-235.

5. Замбер Н. С., Поздняков С. А. Динамика численности мелких млекопитающих в Костомукшском городском oiqjyre за 2000-2007 гг. // Экология-2008: Материалы докладов молодежной научной конференции. Ога.ред.чл.-корр. РАН Юдахин Ф.Н; Институт экологических проблем Севера УрО РАН,- Архангельск, 2008.С. 175-177.

6. Замбер Н. С., Шевченко В. П., Конов К. Г. Мониторинг наземных экосистем в районе Костомукшского горно-обогатительного комбината // Сборник трудов V Международной научно-практической конференции. «Экологические проблемы. Взгляд в будущее», Ростов-на-Дону, 2008. С. 215-220.

7. Чмеренко А. В., Шевченко В. П., Саввичев А. С., Замбер Н. С., Конов К. Г. Микроэлементный состав эпифитных кустистых лишайников как индикатор степени загрязнения атмосферы // Материалы XIX конференции молодых ученых, посвященная памяти члена-корреспондента АН СССР профессора К.О. Кратца, Апатиты, 2008. С. 149-152.

8. Замбер Н. С. Мелкие млекопитающие в условиях антропогенного воздействия // «Экологические проблемы северных регионов и пути их решения». Ш-ья всероссийская научная конференция с международным участием. Апатиты, 2010.

9. Замбер Н. С., Никитин В. О., Майорова Л. В. Редкие виды животных и растений в заповеднике «Костомукшский» и его окрестностях // Особо охраняемые природные территории в XXI веке: современное состояние и перспективы развития. Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Петрозаводск, 2011. С.132- 135.

10. Никитин В. О., Замбер Н. С. Мониторинг динамики численности некоторых млекопитающих заповедника «Костомукшский» // Многолетние природные процессы в природных комплексах заповедников России. Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 80-леггию Цешрально-Лесного ГПБЗ. 2012. С.316-320.

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

11.Виноградова А. А. Замбер Н. С. Кутенков С. А. Шевченко В. П. Источники тяжелых металлов, накапливающихся в кустистых эпифитных лишайниках Карелии / [Электронный ресурс] электронная библиотека (Журнал "Современные проблемы науки и образования" №5, 2012 // Режим доступа: http://www.science-education.ru/pdC2012/5/74.pdf

12.Шевченко В. П., Покровский О. С., Стародымова Д. П., Васюкова Е.В., Лисицын А. П., Дровнина С., Замбер Н. С., Махнович Н. М., Савичев А., Сонке Й. (SonkeJ.). Геохимия эпигейных лишайников водосборного бассейна Белого моря // Доклады Академии наук, 2013, том 450, №1, С.87-93.

13.Сиккиля Н. С. Фаунистический анализ мелких млекопитающих заповедника «Костомукшский» // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия: Естественные и технические науки, №2 (139). Март, 2014. С.33-35.

Подписано в печать 25.04.14.Формат 60x84 '/16. Уч.-изд. л.1,1. Усл. печ. л. 1,4. Тираж 100 экз. Изд. № 451. Заказ № 206

Карельский научный центр РАН Редакционно-издательский отдел 185003, Петрозаводск, пр. А. Невского, 50