Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Пространственная структура орнитокомплексов естественных и искусственных водоемов закрытого типа

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Пространственная структура орнитокомплексов естественных и искусственных водоемов закрытого типа"

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВА Екатерина Николаевна

ПРОСЛТАЖЛ ВЕННАЯ СТРУКТУРА ОРНЙТОКОМПЛЕКСОБ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ ВОДОЕМОВ ЗАКРЫТОГО ТИПА (НА ПРИМЕРЕ ЛЕСОСТЕПИ ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ)

Специальность 03 00 16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

0031ВВЗТ2

Москва-2008

003168372

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский педагогический государственный

университет»

на кафедре зоологии и экологии биолого-химического факультета

Научный руководитель:

кандидат биологических наук, доцент Бутьев Владимир Трофимович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Николаев Валерий Иванович

Ведущая ор1 анизация:

Воронежский государственный педагогический университет

Защита диссертации состоится « 19 » мая 2008 г в « 15» часов на заседании Диссертационного Совета Д 212 154 20 при Московском педагогическом государственном университете по адресу 129164, г Москва, ул Кибальчича, д. 6, корп 5, биолого-химический факультет, ауд 304

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского педагогического государственного университета по адресу 119992, Москва, ул Малая Пироговская, д 1

Автореферат разослан « {к » 2008 г

кандидат биологических наук Блохин Юрий Юрьевич

Ученый секретарь диссертационного совета

Шаталова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность В последние десятилетия внимание исследователей привлекают водные и околоводные комплексы как места обитания хозяйственно важных, а также редких видов птиц В период интенсификации сельскохозяйственного и промышленного производства водно-болотные угодья подвергаются глубоким изменениям Вследствие этого происходит трансформация среды обитания водных и околоводных птиц, чаще всего с негативными для них последствиями Вместе с тем, было создано большое количество искусственных водных комплексов различного назначения, которые оказались для птиц новыми местообитаниями Многими исследователями отмечается высокая значимость искусственных водоемов для птиц водно-болотного комплекса (Мищенко, 1985, Авилова, 1997, Сарычев, 1997,

Рпнпнппипа м пп ^

—"•* Г -V — , —ww*- ж j

К настоящему моменту фауна и население птиц отдельных типов закрытых водоемов Европейской России изучены достаточно хорошо Выяснены особенности видового состава, численности, размещения птиц, в том числе хозяйственно важных и редких видов (Щеголев, 1973; Николаев, 2000; Климов и др, 2001 и мн др)

Деградация и сокращение естественных водных систем и сопутствующее этому снижение численности водно-болотных птиц ставит перед исследователями ряд вопросов Можно ли в полной мере сохранить водно-болотные орнитокомплексы при деградации естественных водоемов9 Все ли водоемы искусственного типа могут стать альтернативой природным водно-болотным угодьям в качестве местообитаний птиц9

Остаются неясными факторы, определяющие численность и размещение птиц водно-болотных экосистем В связи с этим, необходим анализ экологии видов как успешно осваивающих созданные человеком водные комплексы, так и использующих преимущественно естественные водоемы Для оценки роли искусственных водных систем в сохранении и поддержании численности популяций птиц необходимо комплексное сравнение современного состояния фауны, населения птиц и их динамики на закрытых водоемах различного происхождения, что до настоящего момента не проводилось Выяснение всех этих аспектов является актуальной задачей, что послужило основанием для выбора данной темы исследования

Цель и задачи исследования. Цель работы сравнительное изучение пространственно-временной структуры фауны и населения птиц естественных и искусственных закрытых водоемов Центрально-Черноземного центра и оценка значения искусственных водных систем в сохранении и поддержании водно-болотных орнитокомплексов в условиях дефицита естественных водно-болотных угодий Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи:

1 Изучить структуру и пространственную динамику авифауны закрытых водоемов различного типа

2 Выявить специфику структуры населения птиц естественных и искусственных закрытых водных систем региона

3 Изучить особенности пространственной и временной динамики

населения птиц закрытых водоемов естественного и искусственного происхождения

4 Выявить основные естественные и антропогенные факторы, определяющие пространственную структуру популяций модельных видов птиц на различных типах закрытых водоемов региона

5 Оценить значение искусственных водных систем для сохранения и устойчивого функционирования водно-болотных орнитокомплексов при дефиците естественных водно-болотных угодий

Научная новизна. Впервые проведено комплексное сравнительно-экологическое исследование структуры орнитокомплексов основных типов закрытых водоемов Центрального Черноземья Выявлены ключевые особенности пространственного размещения водно-болотных птиц в условиях

НОТТЛЛТОТЛПИЛП Г\ЛЛЛП01ГЛ1Т?ТЛЛФТ1 ЛвГПЛГТП Г><-1 ТТ17Г ТЧ«Т> ПОЛ1ГНЛЛ4»г>

ilwДuv 1И1 V шин ^ 1Ь lVilllV>V 111 гшии 1>иД11ШШ(1 V

Проанализированы различия в сезонной и многолетней динамике населения птиц различных водно-болотных комплексов закрытого типа в зависимости от биотопической структуры водоёмов Для естественных пойменных водоемов с монодоминантной организацией населения рассмотрена межгодовая смена абсолютного доминанта (озерная чайка) Изучены аспекты микробиотопического распределения ряда массовых, а также малочисленных и слабоизученных видов водно-болотного комплекса данной территории Определена различная роль искусственных водных систем в поддержании и сохранении популяций водоплавающих и околоводных птиц в условиях дефицита естественных водно-болотных угодий

Практическое значение. Материалы и основные положения диссертации по составу, численности и размещению орнитокомплексов различных водно-болотных угодий могут служить основой для организации мониторинга их состояния, а также для разработки обоснованных мер длительного сохранения популяций водных и околоводных птиц, при организации биологических заказников, в частности на искусственных водоемах

Материалы исследования могут быть использованы в практике преподавания зоологии и экологии в ВУЗах, а также при проведении экскурсий и полевых практик

Апробация работы. Результаты исследования докладывались на конференциях студентов и преподавателей Липецкого государственного педагогического университета (2001, 2002, 2003, 2004, 2005), Мичуринского государственного педагогического университета (2001), Всероссийском совещании «Учеты птиц на площадках специализация и унификация методов, результаты их применения» (Воронинский заповедник, 2002), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 175-летию со дня рождения П П Семенова-Тян-Шанского (Липецк, 2002), III Международной конференции стран СНГ «Актуальные проблемы оологии» (Липецк, 2003), XII Международной орнитологической конференции Северной Евразии (Ставрополь, 2006), VII совещании «Достижения в изучении куликов Северной Евразии» (Мичуринск, 2006), V Международной конференции по хищным птицам Северной Евразии (Иваново, 2008)

Публикации. По теме исследования опубликовано 17 работ, включая 1 статью в рекомендованном ВАК издании

Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов и 2 приложений Общий объем работы - 203 страницы машинописного текста В тексте приведены 23 таблицы и 45 рисунков, в приложение включено 14 таблиц Список литературы состоит из 357 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение

Приводится общая характеристика работы, ее актуальность и научная новизна, сформулированы цель и основные задачи исследования

Глава 1. Материалы и методы исследовании

В основе диссертации лежат материалы семилетних полевых исследований (2001-2007 гг) в Центрально-Черноземном регионе Модельной территорией являлась Липецкая область Работа выполнена на 9 стационарах, представляющих собой основные типы искусственных и естественных закрытых водно-болотных комплексов региона пойменные озера (оз Богородицкое, Панинские озера), низинные болота (болото Горелые пеньки), водохранилища (урочище Хомут Матырского водохранилища), рыборазводные пруды (Добровский зональный рыбопитомник, рыбхоз с Замартынье), техногенные водоемы (пруды завода «Свободный Сокол» и Новолипецкого металлургического комбината, поля фильтрации с Борино) Кратковременные исследования проведены на 4 дополнительных стационарах в Липецкой области и 2 - на территории Тамбовской области Общая площадь стационаров - 1973 га Методика работы В связи с мозаичностью водно-болотных местообитаний, разнообразием экологических групп птиц, связанных с водоемами, труднодоступностью части водно-болотных территорий применялся комплекс общепринятых методик

Выявление видового состава и учеты численности птиц проводились с помощью маршрутного и площадочного методов Маршрутные учеты птиц осуществлялись на постоянных трансектах с известной шириной полосы учета, чте позволяло определять плотность населения птиц (ос /км2) Для получения точных показателей обилия птиц использовался площадочный метод учета (Топнакус, 1968, 1980а, б, Гудина, 1999) Большое внимание уделялось поиску и картированию гнезд путем тотального обследования водоемов Экологические исследования на стационарах включали описание гнезд, а также детальную характеристику гнездового биотопа непосредственно в местах расположения гнезд В описание гнезд входили стандартные промеры, определение характера расположения гнезда, прикрепления его к опорам, высоты расположения над субстратом Характеристика гнездового биотопа включала определение видового состава, высоты и густоты окружающей растительности, расположения гнезда относительно края зарослей и берега, глубины воды под гнездом Для большинству гнезд прослеживали фенологию

На не полностью замерзающих водоёмах (отстойники промышленных предприятий, водохранилище) проводились зимние учеты

Для составления точных карт стационарных площадок использованы географические информационные системы (ГИС), в ходе работы с которыми применялась программа Google Earth

Статистическая обработка полученного материала выполнена общепринятыми методами (Лакин, 1990) с применением пакетов программ Microsoft Excel 2003, Biodiversity и Statistica 6 0.

Для сравнения фауны птиц на разных типах закрытых водоемов рассчитывался индекс сходства Жаккара На основе полученных значений были построены дендрограммы сходства способом одиночного присоединения по правилу «ближайшего соседа» (Песенко, 1982, Ивантер, Коросов, 2005) Для оценки разнообразия населения птиц разных стационаров, а также б разные годы на одном участке, рассчитывали индекс разнообразия по Шеннону и равномерность распределения (выравненность) по Пиелоу (Песенко, 1982, Bibby et al, 2000)

Объем собранного материала На стационарах проведено 205 маршрутных учетов общей протяженностью 814 км, из них 27 учетов протяженностью 108 км - в зимний период В ходе 282 площадочных учетов на стационарах найдено 1958 жилых гнёзд 65 видов птиц, в том числе 1160 гнезд колониальных чайковых

Терминология В работе рассматриваются закрытые водоемы -непроточные водоемы, не имеющие водообмена с другими водными системами, или имеющие незначительный водообмен, не сказывающийся на их гидробиологических и микроклиматических условиях

Под территорией закрытого водоема мы понимаем пространство непосредственно занятое водой включая отмели и острова, а также прилежащее к нему увлажненное пространство берегов с водно-прибрежной растительностью Кроме того, в состав данной территории мы включаем для искусственных водоемов полосу шириной 20 м от дороги (дамбы), окружающей водоем или систему водоемов, а для естественных - прибрежную полосу лу1 ово-кустарниковой растительности шириной 100 м

По характеру пребывания мы выделяем гнездящиеся виды, виды-посетители - гнездящиеся в других биотопах и связанные с территорией закрытого водоема трофически, летующие - не гнездящиеся в ре1ионе виды, пребывающие на территории закрытого водоема в гнездовой период, пролетные и кочующие - использующие закрытые водоемы в период сезонных миграций и кочевок, залетные виды

Глава 2. Краткая физико-географическая характеристика региона

исследований

Центрально-Черноземный регион лежит в пределах лесостепной географической зоны, за исключением юго-востока, относящегося к зоне степей (Мильков, 1950, 1976, 1978, Мильков и др, 1990) Площадь его составляет 167,7 тыс км2. Данный регион по своим природно-климатическим

показателям является единой природной территорией

На основе литературных данных описаны географическое положение, рельеф, климат, почвы, гидрография и растительность региона Особый раздел посвящен водно-болотным комплексам На основании собственных исследований дана детальная характеристика природных условий стационаров

Водно-болотные комплексы региона представлены внутренними (континентальными) водоемами проточными - реками - и непроточными (закрытыми) водоемами Среди закрытых водоемов выделяются естественные (озера и болота) и искусственные (водохранилища, рыборазводные пруды, отстойники и др) В целом, район исследований недостаточно обеспечен водными ресурсами, всего под различного рода водоемами (включая проточные) занято чуть более 1% его площади

Глава 3. Состав и структура авифауны закрытых водоемов Центрального Черноземья

По нашим наблюдениям и материалам других авторов авифауна закрытых водоемов Центрального Черноземья включает 186 видов птиц (67,2% авифауны региона) из 15 отрядов Гнездится 95 видов с преобладанием отрядов РазвенАогтея (34 вида), СЬагаёшйэгтеБ (22) и Апвеп Алтее (14) Посетители представлены 53 видами, из которых наиболее многочисленны РаБзепГогтеБ (26 видов) и Ра1сот&>гтез (10) В периоды миграций зарегистрировано 28 видов птиц, 10 - в результате залетов

Авифауна закрытых водных систем региона однородна по видовому составу и биотопической структуре (коэффициент общности по Жаккару 0,70,9), что делает возможным экстраполировать особенности орнитокомплексов модельных водоемов на водно-болотные комплексы региона в целом

Вместе с тем, в структуре авифаун различных типов закрытых водоемов имеются отличия Только на искусственных водоемах региона гнездится рыжая цапля, огарь, ходулочник, сизая и серебристая чайки, малая крачка и другие. Особенностью гнездовой фауны этих водных комплексов является также наличие видов, поселяющихся в постройках человека деревенская ласточка, домовый и полевой воробьи

Только на естественных комплексах выявлено гнездование чирка-свистунка, серого журавля, погоныша-крошки, черныша, фифи, дупеля, обыкновенного сверчка

Для закрытых водных систем характерно наличие большого числа видов-посетителей, в не меньшей степени, чем для агроландшафтов и других открытых пространств Часть посетителей встречается на закрытых водоемах постоянно К ним относятся виды, имеющие трофические связи с территорией водоема или с травянистой и кустарниковой растительностью по берегам и дамбам На искусственных водно-болотных системах, включающих водоемы различной площади и степени зарастания, в сочетании с участками отмелей, спущенных прудов, травянисто-кустарниковых зарослей по откосам и дамбам, лесопосадками, а также сооружениями человека, число видов-посетителей более чем в полтора раза выше, чем на естественных Ряд рыбоядных видов - большой

баклан, большая белая цапля, орлан-белохвост - связано преимущественно с рыборазводными прудами

Выявленные нами отличия в составе авифаун между естественными и искусственными водными комплексами определяются особенностями биотопической структуры самих водоемов, которые для искусственных водных

человека Обозначения I - озеро Богородицкое (годы без колонии чаек), II - озеро Богородицкое (годы с колонией чаек), III - болото Горелые пеньки (годы без колонии чаек), IV - болото Гоослые пеньки (годы с колонией чаек), V -озера в окр с Панино, VI -отстойники завода «Свободный Сокол», VII - пота фильтрации бытовых стоков с Борино, VIII

- отстойники Новопипецкого металлургического комбината, IX - урочище Хомут Матырского водохранилища, X

- рыбхоз с Замартынье, XI -Добровский зональный рыбопитомник

Рисунок 1 Сходство видового состава птиц в гнездовой период на различных типах водоёмов, коэф Жаккара (Песенко, 1982)

По видовому составу птиц наиболее сходны вовлеченные в хозяйственную деятельность рыбхозы и эксплуатируемые отстойники металлургических заводов (VIII и XI, рис 1), где постоянно происходит уничтожение зарослей надводной растите ггьности, благодаря чему эти водоемы находятся на ранних стадиях зарастания Пойменные озера и исключенные из эксплуатации старые рыбхозы и пруды-отстойники (I, II, VI, X, рис 1) находятся на средних стадиях зарастания Сходство их авифаун с предыдущим типом водоемов (по Жаккару) в среднем - 0,6 Низинные болота и мелкие пойменные озера (III, IV, V, рис 1), представляющие собой водоемы поздних стадий зарастания, имеют наименьшее сходство с перечисленными водно-болотными системами

Глава 4. Структура и динамика населения птиц закрытых водоемов

Структура населения птиц разных типов водно-болотных комплексов имеет ряд различий и (при отсутствии колоний чайковых птиц) зависит от стадии сукцессии надводной растительности водоема, а также гидрологического режима и уровня антропогенного воздействия (таблица 1)

систем обусловлены постоянным воздействием

искуственщие водоемы

А

7 с

естественные водоемы

А_

На некоторых искусственных водоемах, таких как крупные действующие рыбхозы (Добровский зональный рыбопитомник), благодаря постоянному поддержанию человеком определенной структуры растительности и дополнительному внесению органики, водные системы остаются на ранних и средних этапах зарастания, характеризующихся высокой емкостью угодий для птиц водно-болотного комплекса (Кривенко, 1991) в течение длительного периода времени

Таблица 1

Параметры населения птиц на различных типах закрытых водоемов Липецкой

области в гнездовой период

Вид Естественные водоёмы Искусственные водоемы

Пойменное озеро Богорол никое 8 = 53 га = ° 2 §1 § 3 5 2 § §•§ 11 Мелкие озера на заливном лугу в окр с Панино, Б общ = 90 га Завод «Свободный О Сокол», 8 = 260 га <3 1 з Новолинецкий ¡металлургический комбинат к ! (НЛМК), Э = 337 га § Поля фильтрации бытовых стоков с Борино, 8 =133 га : Урочище Хомут Матырского водохранилища, 8 = 255 га Рыбхоз с Замартынье, -о 8 = 114 га Е | О! Добровский зональный 3 рыбопитомник, Б = 330 га | ~

Без колонии чаек С колонией чаек Без колонии | чаек С колонией чаек

Средняя мношепия гпапюсть.ос./км2 223,6 ±20,1 730,0 ±71,3 73,3 ±8,2 1078,8 ±93,7 92,7 ± 10,6 163,7 ±14,9 101,8 ±6,5 423,0 ±69,7 90,3 ± 15,9 263,8 ±21,7 367,8 ±27,2

Число видов 34 21 18 19 26 37 38 30 31 37 53

Индекс Шеннона 1,33 ±0,03 0,57 ±0,01 1,00 ±0,03 0,29 ±0,03 1,22 ±0,07 1,41 ±0,05 1,03 ±0,10 0,56 ±0,14 1,26 ±0,03 1,35 ±0,03 1,35 ±0,03

Выравненность (Пиелоу) 0,87 0,43 0,80 0,22 0,86 0,90 0,65 0,38 0,86 0,86 0,78

В то же время, низкие показатели плотности населения имеют искусственные водоемы, вовлеченные в технологический процесс (отстойники НЛМК) и несущие высокую рекреационную нагрузку (Матырское водохранилище) Естественные водно-болотные комплексы, находящиеся на поздних стадиях зарастания, в частности низинные болота и небольшие заболоченные водоемы на пойменных лугах, в целом имеют более бедный видовой состав и низкую плотность населения птиц Средними показателями обилия и высокой выравненностью обладают орнитокомплексы естественных пойменных озер и вышедших из эксплуатации искусственных сооружений (рыбхоз с Замартынье, отстойники завода «Свободный Сокол»)

Для населения птиц закрытых водных систем характерна высокая доля видов-посетителей (15-30%), представленных в основном чайковыми, а также видами, населяющими древесно-кустарниковую растительность по берегам водоемов и разделяющим пруды дамбам Особенно резко (до 50-80%) доля посетителей

возрастает в период послегнездовых кочёвок, начинающихся уже в июле.

Для населения птиц закрытых водоёмов свойственна высокая изменчивость не только по сезонам, но и по годам, а также изменения структуры доминирования.

По набору доминирующих видов водно-болотные системы имеют ряд типологических особенностей (рис. 2)._

В Озерная чайка Э Речная крачка Я Черная крачка

□ Белокрылая крачка Ш Кряква

В Лысуна Ш Чибис

КЗ Болотная камышевка И Дроздовидкая

камышевка О Камышевка-барсучок

□ Погоныш

1Д-Л6 11 7 , $ 4у 2 V 5 4 группа 2 группа 1 группа

3 группа

Рисунок 2. Состав доминирующих и ведущих видов различных типов закрытых водоёмов

Обозначения: 1-я группа: 8 — поля фильтрации бытовых стоков с. Борино, 4 -низинное болото Горелые пеньки (годы с колонией чаек), 2 пойменное озеро Богородицкое (годы с колонией чаек); 2-я группа: 6 — отстойники металлургического завода «Свободный Сокол», 11 - Добровский зональный рыбопитомник, 7 - отстойники Поволипецкого металлургического комбината; 3-я группа: 5 - мелкие пойменные озёра на заливном лугу в окр. с. Панино, 3 -низинное болото Горелые пеньки (годы без колонии чаек), 10 рыбхоз с. Замартынье, 1 - пойменное озеро Богородицкое (годы без колонии чаек); 4-я группа: 9 - урочище Хомут Матырского водохранилища.

Группа водно-болотных комплексов как естественного, так и искусственного происхождения (1 группа; рис 2) обладает монодоминантным населением с абсолютным преобладанием озёрной чайки, образующей здесь колониальные поселения.

Искусственные водоёмы, постоянно испытывающие воздействие человека, заключающееся в поддержании определенной структуры растительности, имеют олигодоминантный состав с преобладанием чайковых и утиных (2 группа; рис 2), в отличие от группы естественных водно-болотных угодий и вышедших из

эксплуатации искусственных (3 группа, рис 2), где преобладают виды заросших и зарастающих водоемов - черная крачка, погоныш, лысуха, высока доля воробьинообразных, в частности камышевок (барсучка, болотной)

Сезонная динамика населения птиц закрытых водоемов. Особенности биотопической структуры водоема (наличие отмелей, жесткой надводной растительности и др), а также способ хозяйственного использования определяют специфику и характер сезонной динамики населения птиц Нами выделено 2 основных типа сезонной динамики

Кряква Большая

350,8

418,5

Озерная чайка Речная крачка

Кряква .

Дроздовидная камышевка / Речная крачка Озерная чайка Сизая чайка

Кряква Серебристая

Кряква Сизая

441,6

Озерная ^ чайка

15 |У-30 IV 1 V-!5 V 16 У-ЗО V 31У-14У1 15VI 29 VI 30 VI-!5 VII 16 VI] 31 VII 1 VIII 31 VIII 1 IX 30 IX

Рисунок 3 Сезонная динамика плотности населения птиц отстойников Новолипецкого металлургического комбината, ос /км2; для каждого сезона указаны доминанты и ведущие виды в порядке уменьшения их доли участия

На водоемах с динамикой первого типа (рис 3) плотность населения птиц возрастает в 3,5 раза к июлю, когда па отмелях прудов концентрируются рано отгнездившисся чайковые - речная крачка, озерная, сизая и серебристая чайки, а так же кулики. Повторный рост плотности наблюдается со второй половины сентября за счет концентрирующихся на зимовку уток, в основном кряквы. На незамерзающих прудах высокая плотность уток сохраняется до конца февраля

Белокрылая крачка Озерная чайка Красноголовый кырок Большая поганка Лысуха Свиязь

326,7 ----

Озерная чайка Белокрылая крачка Красноголовый кырок Дроздовидная камышевка Лебедь-шипун Черная крачка

378,5 --

Озерная чайка Белокрылая крачка Лысуха Дроздовидная

камышевка Черная крачка Серая цапля

2193,3

413,1

Лысуха Озерная чайка Серая цапля Речная ( крачка

К

54,1

Красноголовый нырок Серая цапля Серебристая чайка Большая поганка Озерная чайка Хохлатая чернеть

16У30У 31 V 14 VI 15 У1-29 VI 30 VI 14 VII 15Ш1-30М1 1 У1Н-31 VIII 1 IX 30 IX

Рисунок 4 Сезонная динамика плотное I и населения птиц Добровского зонального рыбопитомника, ос /км2, для каждого сезона указаны доминанты и ведущие виды в порядке уменьшения их доли участия

Для водных систем, со вторым типом сезонной динамики (рис 4) максимальные показатели плотности населения птиц были получены в августе (на 2-3 недели позже, чем на водоемах первого типа). Основную долю в этот период составляет лысуха, которая собирается здесь огромными стаями в силу наличия обширных тростниковых зарослей и отсутствия фактора беспокойства, и три вида чайковых, за счет чего происходит примерно четырехкратное увеличение суммарной плотности населения птиц по сравнению с предыдущим периодом

Многолетняя динамика населения птиц закрытых водоёмов. Межгодовые изменения плотности населения и доминантного состава птиц, а также характера размещения гнезд на естественных водно-болотных угодьях, расположенных в основном в пойме р Воронеж, определяются интенсивностью и продолжительностью весеннего половодья

Положительная связь плотности населения птиц с уровнем весеннего паводка была выявлена в основном для наземногнездящихся уток и куликов, В годы с высоким паводком образуются островки, отделенные от остальной территории затопленными участками, недоступными для наземных хищников и человека Максимальная плотность гнезд птиц была зафиксирована именно на подобных «островках» У красноголового нырка, кряквы меняется характер размещения гнезд - в годы с высоким уровнем паводка они гнездятся преимущественно на сплавинах

') размещении колоний озерной чайки уровень паводка также играет существенную роль Высокий паводок приводит к затоплению гнездопригодных мест к моменту начала гнездостроительства, а очень низкий -к высыханию части водно-болотных угодий и доступности их для наземных хищников В обоих случаях образования гнездовых колоний озерной чайки не происходит В зависимости от наличия или отсутствия колоний меняется видовой состав птиц данного водно-болотного комплекса, а также плотность гнездования населяющих его видов В годы присутствия колонии существенно возрастает гнездовая плотность черношейной поганки, кряквы, красноголового нырка, лысухи, черной крачки Напротив, обилие малой выпи, перевозчика, бекаса снижается, а белокрылая, белощекая и малая крачки в эти годы на водоеме вовсе отсутствуют.

Межгодовые изменения плотности населения птиц искусственных водных систем происходят иначе и находятся в зависимости от антропогенных факторов, таких как начало заполнения и спуска прудов, уровень заполнения, сроки и степень выкашивания и выжигания надводной растительности и т д

Так, при позднем и тотальном выжигании тростника снижается гнездовая плотность малой выпи, камышницы, дроздовидной камышевки, при раннем заполнении прудов - речной и малой крачек, малого зуйка

Таким образом, пространственное размещение, плотность и динамика населения птиц водоемов определяются биотопической структурой водно-болотных комплексов, прежде всего водной и околоводной растительности, а также характером и степенью их использования человеком Особенно наглядно это прослежено для гнездящихся видов

и

Глава 5. Факторы, определяющие пространственную структуру населения птиц на закрытых водоемах

Дня выявления ведущих параметров нами проанализирована зависимость распределения гнезд водно-болотных птиц от ряда факторов растительный покров (его наличие/отсутствие, площадь зарослей, их форма (сплошные, мозаичные, ленточные), густота, высота, соотношение зеленых и прошлогодних стеблей, их толщина, площадь водного зеркала, глубина воды и другие факторы, влияющие на расположение гнезд (наличие кочек, поваленного тростника и др )

Анализ проводился для нескольких модельных видов предпочитающих гнездиться на искусственных водных комплексах (I группа), успешно заселяющих как естественные, так и искусственные водоемы (II группа), предпочитающих гнездиться на естественных водоемах (III группа)

В I группу входят большая поганка, малая выпь камышнипа речная крачка

Большая поганка селится на глубоководных водоемах, имеющих большие площади открытого зеркала Занимает заросли разреженной (г = -0,73, р=0,016, п=35) невысокой (г = -0,75, р=0,0001, п=35) надводной растительности (тростника, рогоза и других водных растений) В силу немногочисленности и зарастания естественных пойменных озер и стариц, водоемы с открытыми акваториями и разреженными зарослями в нашем регионе имеют искусственное происхождение

Для речной крачки наибольшая зависимость распределения гнездовых колоний была получена от показателя, характеризующего наличие, густоту и высоту травяного покрова в местах расположения гнезд (г = -0,84, р=0,052, п=282) Гнездовая стация речной крачки представляет собой плотный незатопленный субстрат, лишенный растительности, или (реже) с редким травостоем среди открытого водного зеркала или (реже) вблизи него При этом значимую роль для размещения гнезд играет не состав субстрата (песок, ил, бетон, металл, сплавина и др ), а его структура - отсутствие густого и высокого растительного покрова При отсутствии естественных песчаных отмелей речная крачка селится на искусственных водоемах на участках спущенных прудов, бетонных и металлических конструкциях, находящихся в воде - сооружениях необходимых для осуществления производственного процесса

Камышница предпочитает гнездиться в узких полосах достаточно высокого (г = 0,80, р=0,0001, п=21) и прочного тростника, реже - рогоза недалеко от опушки зарослей Гнездование камышницы, а также малой выпи, в нешироких (г = -0,64, р=0,003, п=85) зарослях ленточного типа обуславливает их преимущественное распространение в регионе на искусственно созданных прудах (отстойниках заводов, рыборазводных хозяйствах), где выше, чем на естественных водоемах соотношение длины кромки зарослей к площади водоема

На естественных и искусственных водоемах в равной мере селятся черношейная поганка, выпь, кряква, болотный лунь, лысуха, тростниковая овсянка (II группа) Так, для лысухи наиболее существенным фактором, определяющим размещение и численность оказалась площадь зарослей

жесткой надводной растительности, с которой обнаружена положительная корреляция (г = 0,70, р=0,0002, п=86)

На водоёмах искусственного происхождения в наименьшей степени представлены виды (III группа), типичными местами обитания которых являются низинные болота и заливные влажные луга с небольшими временными водоёмами На искусственных водных комплексах региона не гнездятся или имеют низкую гнездовую плотность чирок-трескунок, широконоска, погоныш, чибис, травник, поручейник, бекас, большой веретенник, черная и белокрылая крачки Данное явление в существенной мере объясняется отсутствием на искусственных водоемах таких стаций как осоковый кочкарник, заболоченные рогозовые, влажные осоковые и сухие луговые участки в связи с тем, что для прудов характерен резкий переход от растительных сообществ глубоководной чясти к трэвчнисто-кустарник'овой растительности дамб Можно предположить, что падение уровня воды в пойме р Воронеж, где расположены основные естественные водно-болотные угодья области, за счет влияния хозяйственной деятельности, приведет к утрате на гнездовании части видов водно-болотного комплекса региона

Заключение

Результаты нашей работы позволяют утверждать, что некоторые типы искусственных водоемов, таких как крупные действующие рыбхозы, по целому ряду показателей условий существования водно-болотных орнитокомплексов не уступают и в ряде случаев оказываются предпочтительнее для птиц, чем естественные Это подтверждается большим видовым богатством, высоким обилием, временной устойчивостью населения птиц Кроме того, за счет постоянной и жёсткой охраны этих водоемов здесь достаточно благополучно существуют многие редкие виды птиц Именно на этих водоемах наблюдается наивысшая концентрация птиц-посетителей и пролетных видов в период миграций В то же время, часть созданных человеком водных систем, таких как подвергающиеся высокой рекреационной нагрузке водохранилища, характеризуется более низким, чем на ряде естественных водоемов, обилием и видовым составом населения Кроме того, существенная доля видов как гнездящихся, так кормящихся и пролетных, предпочигает природные водно-болотные комплексы Отсюда следует, что в условиях дефицита или деградации природных водно-болотных угодий лишь некоторые искусственные водоемы могут рассматриваться как своеобразные заменители для части водных и околоводных видов птиц

Выводы

1 На закрытых водоемах Центрального Черноземья зарегистрировано 186 видов птиц (67,2% авифауны региона) из 15 отрядов Гнездится 95 видов с преобладанием отрядов Passeriformes (34 вида), Charadniformes (22) и Anseriformes (14) Посетители представлены 53 видами, из которых наиболее многочисленны Passeriformes (26 видов), Falconi formes (10) В периоды миграций зарегистрировано 28 видов птиц, 10 - в результате залетов

2 Авифауна различных типов закрытых водоемов имеет высокую степень сходства - более 0,45 (по Жаккару) Видовое богатство птиц искусственных водоемов выше, чем на естественных водно-болотных комплексах (165 и 129 видов соответственно) за счет большего числа как гнездящихся видов, так и видов-посетителей

3 Структура населения птиц различных закрытых водоемов при сходстве видового состава отличается общей плотностью, характером доминирования, количественным соотношением гнездящихся видов и видов-посетителей

4 Наибольшее видовое богатство и обилие видов птиц характерно для рыбхозов и естественных пойменных озер Наименее населены низинные болота и мелководные водохранилища

5 Для искусственных водоемов, испытывающих постоянное хозяйственное воздействие^ хэряктрпрн олигодоччнантный состав населения с преобладанием чайковых и утиных, на естественных водно-болотных угодьях и вышедших из эксплуатации искусственных, преобладают черная крачка, погоныш, болотная камышевка и камышевка-барсучок) Для ряда закрытых водоемов свойственна монодоминантная организация населения с резкой межгодовой и сезонной сменой абсолютного доминанта (озерная чайка)

6 На исследуемых водоемах выявлены два основных типа сезонной динамики населения птиц На водоемах с динамикой первого типа суммарная плотность населения птиц достигает максимума в июле в связи с послегнездовой концентрацией на отмелях чайковых и куликов, со вторым - в августе, что определяется осенними скоплениями лысухи

7 Межгодовые изменения плотности населения птиц естественных пойменных водно-болотных угодий, определяются интенсивностью и продолжительностью весеннего почоводья Многолетние изменения плотности населения птиц искусственных водоемов зависят от интенсивности и сроков технологических мероприятий (выкашивание и выжигание тростника, заполнение и спуск прудов и др)

8 Пространственное размещение и численность гнездящихся птиц водоёмов детерминированы биотопической структурой водно-болотных комплексов, прежде всего характером водной и околоводной растительности, а также характером и степенью их использования человеком

9 В условиях недостаточной обеспеченности региона природными водоемами, созданные человеком водные комплексы могут служить запасным вариантом естественных водных систем в качестве местообитаний лишь для части видов водно-болотных шиц, так как ряд представителей фауны закрытых водоемов не находит подходящие места гнездования на искусственных водных системах

Список рабог, опубликованных по гемс диссертации 1. Кузнецова E.H., Ефимов С.В, Мельников М.В. Сравнительная характеристика авифауны рыбхозов и естественных водоемов Центрального Черноземья (на примере Липецкой области) // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия «Экология и

безопасность жизнедеятельности». - М., 2007. - № 4. - С. 20-27. (0,5 пл., авторский вклад - 50%).

2. Кузнецова Е Н. Осенне-зимняя фауна птиц промышленных отстойников г. Липецка И Вопросы естествознания - Липецк ЛГПУ, 2002 - Вып 10 - С 1922 (0,3 п л)

3. Кузнецова ЕН, Переверзев ДИ Пространственная структура колонии Майковых птиц на промышленных отстойниках г Липецка // Вопросы естествознания. - Липецк ЛГПУ, 2002 - Вып 10 - С 22-25 (0,3 пл, авторский вклад 70%)

4. Переверзев Д И., Ефимов С В , Кузнецова Е.Н Оологическая характеристика колонии речной крачки (Sterna hirundo L) на промышленных отстойниках Новолипецкого металлургического комбината // Вопросы естествознания ~

Пт.тточтл TTTTTV ОПЛО D* .гт 1 л тз -зс /л ~ - -____ *)ЛП/\

./лПИЧ/ЦЖЧ. Х& , i.\j\jl. — xjd Hi 1W — j j—j j v^)^ 11 ji » CDlUptftnn ОЛЛОД ~ j\1 /4)

5 Кузнецова E H. Зимовки водоплавающих птиц на искусственных водоемах г Липецка // История и развитие идей П П Семенова-Тян-Шанского в современной науке и практике школьного образования- материалы Всероссийской научной конференции - Липецк ЛГПУ, 2002 - Том 2 - С 5456 (0,2 п л)

6. Кузнецова Е Н, Милованова Л А Гнездящиеся птицы отстойников Новолипецкого комбината г Липецка // Вопросы естествознания. - Липецк ЛГПУ, 2003 - Вып. 11. - С. 27-29 (0,2 п л, авторский вклад - 80%)

7. Переверзев Д.И, Кузнецова Е Н, Милованова Л А Гнезд ост роительный материал речной крачки на промышленных отстойниках // Вопросы естествознания - Липецк ЛГПУ, 2003. - Вып. 11 - С 45-46 (0,1 пл., авторский вклад - 30%)

8 Мельников М В , Переверзев Д И, Кузнецова Е Н К питанию озерной чайки Larus rtdibundtis в гнездовой период // Русский орнитологический журнал, Экспресс-выпуск № 245 - СПб, 2003 С 1359-1360 - 0,1 п л. (авторский вклад -30%)

9 Кузнецова Е Н Пространственная структура орнитокомплексов закрытых водоемов бассейна Верхного Дона // Вопросы естествознания - Липецк ЛГПУ,2004 -Вып 12 -С 6-11.(0,4пл)

10 Мельников М В, Ефимов С В , Кузнецова Е Н Находка гнезда соловьиного сверчка на Верхнем Дону // Орнитология - М МГУ, 2004 - Вып 31 - С 252 (0,1 п л, авторский вклад - 30%)

11 Кузнецова Е Н Относительная численность и распределение волчка на территории Добровского зонального рыбопитомника (Липецкая область) // Орнитологические исследования Северной Евразии тезисы XII Международной орнитологической конференции Северной Евразии -Ставрополь Изд-воСГУ,2006 - С 300-301 (0,1 пл)

12 Мельников MB , Кузнецова Е.Н. К экологии гнездования черной крачки на Верхнем Дону // Орнитологические исследования Северной Евразии Тезисы XII Международной орнитологической конференции Северной Евразии -Ставрополь Изд-во СГУ, 2006 - С 352-353 (0,1 п л , авторский вклад - 40%).

13 Кузнецова ЕН, Ефимов С В Некоторые аспекты эколохии двух видов

пастушковых // Вопросы естествознания - Липецк ЛГПУ, 2006 - Вып 13 -С 19-21 (0,2 п л , авторский вклад - 70%)

14. Ефимов С В, Кузнецова Е Н Пространственная структура поселений дроздовидной камышевки на промышленных отстойниках // Вопросы естествознания - Липецк ЛГПУ, 2006 - Вып 13 - С 12-15 (0,2 пл, ав горский вклад - 30%)

15 Мельников MB, Ефимов СВ, Кузнецова ЕН Динамика численности куликов поймы р Воронеж // Достижения в изучении куликов Северной Евразии тезисы докладов VII Международного совещания по вопросам изучения куликов - Мичуринск МГПИ, 2007 - С 49-50 (0,1 пл, авторский вклад - 30%)

16 Мельников MB, Кузнецова ЕН, Ефимов С В Биология гнездования бонотного туня ча территории Верхнего Дона // Изучение и охрана хищных птиц Северной Евразии материалы V международной конференции по хищным птицам Северной Евразии - Иваново ИвГУ, 2008 - С 124-125 (0,1 п л , авторский вклад - 30%)

17 Мельников М В , Ефимов С В , Лазаревич Е В , Осадчий А В , Кузнецова Е Н Особенности гнездования серой вороны в различных биотопах бассейна Верхнего Дона // Эколого-фаунистические исследования в Центральном Черноземье и сопредельных территориях Сборник материалов III региональной конференции - Липецк ЛГПУ, 2008 - С 65-72 (0,5 п л, авторский вклад - 15%)

Благодарности Автор благодарен руководителю диссертационного исследования к б н, доц В Т Бутьсву и всему коллективу кафедры зоологии и экологии Ml И У за помощь в работе над диссертацией, к б н , доц кафедры зоологи и экологии ЛГПУ М В. Мельникову, а также коллегам и друзьям С В Ефимову, Л А Миловановой, ДИ Переверзеву за помощь в сборе полевых материалов Отдельную признательность выражаю В И Кузнецовой и А В Брагину за понимание и всестороннюю поддержку в период написания работы

Подп к печ 09 04 2008 Объем 1 п л Заказ № 65 Тираж 100 экз.

Типография МПГУ

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Кузнецова, Екатерина Николаевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

ГЛАВА 2. КРАТКАЯ ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГИОНА ИССЛЕДОВАНИЙ.

ГЛАВА 3. СОСТАВ И СТРУКТУРА АВИФАУНЫ ЗАКРЫТЫХ ВОДОЕМОВ.

3.1. Состав и структура авифауны закрытых водоемов Центрального Черноземья.

3.1.1. Таксономическая структура авифауны.

3.1.2. Структура орнитофауны по характеру пребывания птиц.

3.1.3. Биотопическая структура авифауны.

3.2. Особенности структуры фауны птиц водно-болотных комплексов естественного и искусственного происхождения (на примере модельных территорий).

3.3. Сравнительный анализ структуры орнитокомплексов закрытых водоемов Центрального Черноземья и других регионов.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРА И ДИНАМИКА НАСЕЛЕНИЯ ПТИЦ

ЗАКРЫТЫХ ВОДОЕМОВ.

4.1. Структура населения птиц закрытых водоемов.

4.1.1. Плотность населения птиц закрытых водоемов. Показатели видового богатства и разнообразия.

4.1.2. Состав доминирующих и ведущих видов в населении птиц закрытых водоемов.

4.2. Динамика населения птиц закрытых водоемов Центрального

Черноземья.

4.2.1. Сезонная динамика населения птиц естественных и искусственных водоемов.

4.2.2. Многолетняя динамика населения птиц естественных и искусственных водоемов

ГЛАВА 5. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПРОСТРАНСТВЕННУЮ

СТРУКТУРУ НАСЕЛЕНИЯ ПТИЦ НА ЗАКРЫТЫХ ВОДОЕМАХ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Пространственная структура орнитокомплексов естественных и искусственных водоемов закрытого типа"

Водоплавающие и околоводные птицы в силу своей многочисленности и большой доли среди них охотничье-промысловых видов являются важными объектами изучения. Одновременно внимание исследователей привлекают водные и околоводные комплексы, как места сохранения и воспроизводства хозяйственно важных, а также редких видов. Разноплановые исследования в этой области легли в основу монографий и многих статей. Накоплена.обширная информация о специфике фауны и населения птиц отдельных регионов и территорий, значительные площади которых заняты водно-болотными угодьями: дельты крупных рек — Дона, Волги, Селенги, а также крупные озерные системы (Кривенко, 1975; 1981; Мельников, 1979; 1984; Казаков, Ломадзе, 1992; Миноранский, 1994; 2004; Русанов, 2002) и не только. В то же время небольшие по площади водоемы лесостепной зоны Европейской России - региона с недостаточным увлажнением - изучены слабо.

В настоящее время в результате интенсификации сельскохозяйственного и промышленного производства водно-болотные угодья подвергаются глубоким изменениям: водоемы используются для оросительных целей, их берега - для сенокосов и выпаса скота, болота мелиорируются и др. Вследствие этого меняются места обитания птиц, населяющих эти биотопы. Вместе с тем было создано большое количество искусственных водных систем различного назначения, которые оказались для птиц новыми местообитаниями. В связи с этим, в настоящий момент достаточно актуальна проблема рационального хозяйственного использования природных водоемов, а также экологически правильного планирования и создания искусственных водных систем.

В последние десятилетия большое количество исследований^ посвящено влиянию на водные орнитокомплексы антропогенного фактора (Ходков, 1977; Дробовцев, Заборская, 1981; Кривицкий, Черников, 1981; Лысенко, 1981; Коузов, 1993; Радецкий, 1995; Велик, 1998 и др.), а также особенностям экологии птиц, S гнездящихся на искусственных водоемах (Молодовский, 1974, Мищенко, 1981;

Fuller, Glue, 1980; Keller, 1985; Fiala, 1990; Авилова, 1997; Сарычев, 1997, Neubauer, 1998, Спиридонов, 2002 и мн.др.).

Отмечается как положительная, так и отрицательная роль искусственных водоемов в жизни птиц. В частности, создание крупных гидротехнических сооружений является одним из факторов, способствующих расширению ареалов, и спектра местообитаний некоторых видов птиц (Мельников, Пронкевич, 1991; Achtennann, 1992; Kuhnapfel, 1994; Блинова, 1995), в том числе редких (Корольков, 1995; Швец, 1997; Климов, Мельников, 1999; Мельников, Климов, 2002). В тоже время не все виды птиц находят места гнездования' на территории созданных человеком водных систем (Мельничук, 1986; Рахимов, 2002 и др.). Особенности гидрологического режима искусственных водоемов, в частности водохранилищ и различных типов очистных сооружений, часто являются причиной гибели гнезд и кладок птиц (Бичерев, 1981; Болотников, 1981; Хохлов и др., 1991; Бухаринов, Ластухин, 1997 и др.).

В связи с разрозненностью информации о структуре и функционировании водно-болотных орнитокомплексов природных и антропогенных водоемов представляется необходимым проведение комплексных исследований в этой области, в частности весьма важно выявить факторы, определяющие различия и сходство пространственной структуры орнитокомплексов естественных и искусственных водоемов. На основе полученных данных возможно построение единой схемы, объединяющей естественные и искусственные водно-болотные системы на основе общности структуры фауны и населения птиц, а также биотопических характеристик самих водоемов.

К настоящему моменту фауна и население птиц отдельных типов закрытых водоемов изучены достаточно хорошо. Выяснены особенности видового состава, численности, размещения водно-болотных птиц, особенно хозяйственно важных и редких видов в гнездовой, а также в послегнездовой период (Щеголев, 1973; Иванов, 1974; Николаев, 1998; 2000; Климов и др., 2001; Даниленко, Даниленко, 2002 и др.).

Сокращение площади естественных водоемов и сопутствующее этому снижение численности водно-болотных и околоводных птиц ставит перед исследователями ряд вопросов. Можно ли в полной мере сохранить водно-болотные орнитокомплексы при деградации естественных водоемов? Все ли водоемы искусственного типа могут стать альтернативой природным водно-болотным угодьям в качестве местообитаний птиц?

Для оценки роли искусственных водоемов в сохранении и поддержании численности популяций птиц необходимо комплексное сравнение современного состояния'фауны, населения птиц и их динамики на закрытых водоемах различного происхождения в- пределах единой природной территории, что до' настоящего момента не проводилось.

Последние исследования говорят о том, что функции искусственных водоемов* выходят .за? рамки простого восполнения естественных угодий. Искусственные водоемы создают большую мозаику местообитаний, играют важнейшую роль в гнездовании водно-болотных птиц. Однако само по себе местообитание еще не определяет непременное присутствие вида. Более важным условием является наличие в пределах местообитания совокупности определенных элементов ландшафта, жизненно необходимых виду, обеспечивающих его гнездование, защиту от врагов и т.д. Выявление таких элементов, привлекающих птиц на искусственные водоемы, является одним из наиболее перспективных подходов к. изучению орнитокомплексов искусственных водных систем.

Необходим анализ экологии видов как успешно осваивающих созданные человеком водные комплексы, так и использующих преимущественно естественные водоемы.

Наиболее показательно, на наш взгляд, проведение подобных исследований в регионе, характеризующемся дефицитом естественных водноболотных угодий и формирующимся комплексом разнообразных искусственных водных систем.

Цель работы: сравнительное изучение пространственно-временной структуры фауны и населения птиц естественных и искусственных закрытых водоемов Центрально-Черноземного центра и оценка значения искусственных водных систем в сохранении и поддержании водно-болотных орнитокомплексов в условиях дефицита естественных водно-болотных угодий. Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить структуру и пространственную динамику авифауны закрытых водоемов различного типа.

2. Выявить специфику структуры населения птиц естественных и искусственных закрытых водных систем региона.

3. Изучить особенности пространственной и временной динамики населения птиц закрытых водоемов естественного и искусственного происхождения.

4. Выявить основные естественные и антропогенные факторы, определяющие пространственную структуру популяций модельных видов птиц на различных типах закрытых водоемов региона.

5. Оценить значение искусственных водных систем для сохранения и устойчивого функционирования водно-болотных орнитокомпллексов при дефиците естественных водно-болотных угодий.

Научная новизна. Впервые проведено комплексное сравнительно-экологическое исследование структуры орнитокомплексов основных типов закрытых водоемов Центрального Черноземья. Выявлены ключевые особенности пространственного размещения водно-болотных птиц в условиях недостаточной обеспеченности региона водными ресурсами. Проанализированы различия в сезонной и многолетней динамике населения птиц различных водно-болотных комплексов закрытого типа' в зависимости от биотопической структуры водоемов. Для естественных пойменных водоемов с монодоминантной организацией населения рассмотрена резкая! межгодовая смена абсолютного доминанта (озерная чайка). Изучены аспекты микробиотопического распределения ряда массовых, а также малочисленных и слабоизученных видов водно-болотного комплекса данной территории. Определена различная роль искусственных водных систем в поддержании и сохранении популяций водоплавающих и околоводных птиц в условиях дефицита естественных водно-болотных угодий.

Практическое значение. Материалы и основные положения диссертации по составу, численности и размещению орнитокомплексов различных водно-болотных угодий могут служить основой для организации мониторинга их состояния, а также для разработки обоснованных мер длительного сохранения популяций водных и околоводных птиц; при организации биологических заказников, в частности на искусственных водоемах.

Материалы исследования могут быть использованы в практике преподавания зоологии и экологии в ВУЗах, а также при проведении экскурсий и полевых практик.

По теме исследования опубликовано 17 работ, в том числе 1 статья вл рекомендованном ВАК издании.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов и 2 приложений. Общий объем работы - 203 страницы машинописного текста. В тексте приведены 23 таблицы и 45 рисунков, в приложение включено 14 таблиц. Список литературы состоит из 357 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Кузнецова, Екатерина Николаевна

134 ВЫВОДЫ

1. На закрытых водоемах Центрального Черноземья зарегистрировано 186 видов-птиц (67,2% авифауны региона) из 15 отрядов. Гнездится-95 видов с преобладанием отрядов Passeriformes (34 вида), Charadriiformes (22) и Anseriformes (14). Посетители представлены 53 видами, наиболее многочисленны Passeriformes (26 видов), Falconiformes (10). В периоды миграций зарегистрировано 28 видов птиц, 10 — в результате залетов.

2. Авифауна различных типов i закрытых водоемов имеет высокую степень сходства - более 0,45 (по Жаккару). Видовое богатство птиц искусственных водоемов выше, чем на естественных водно-болотных комплексах (165 и 129 видов соответственно) за счет большего числа как гнездящихся видов, так и видов-посетителей.

3. Структура, населения птиц различных замкнутых водоемов при сходстве видового состава, отличается общей плотностью, характером доминирования, количественным соотношением гнездящихся видов и видов-посетителей.

4. Наибольшее видовое богатство и обилие видов птиц характерно для-рыбхозов и естественных пойменных озер. Наименее населены низинные болота и мелководные водохранилища.

5. Для искусственных водоемов, испытывающих постоянное хозяйственное-воздействие, характерен олигодоминантный состав населения с преобладанием чайковых и утиных, на естественных водно-болотных угодьях и вышедших из эксплуатации искусственных, преобладают черная крачка, погоныш, болотная камышевка и камышевка-барсучок). Для ряда закрытых водоемов свойственна монодоминантная организация населения с резкой межгодовой и сезонной сменой абсолютного доминанта (озерная чайка).

6. На исследуемых водоемах выявлены два основных типа сезонной динамики населения птиц. На водоемах с динамикой первого типа суммарная плотность населения птиц достигает максимума в июле в связи с послегнездовой концентрацией на отмелях чайковых и куликов; со вторым — в августе, что определяется осенними скоплениями лысухи.

7. Межгодовые изменения плотности населения птиц естественных пойменных водно-болотных угодий определяются интенсивностью и продолжительностью весеннего половодья. Многолетние изменения плотности населения птиц искусственных водоемов зависят от интенсивности и сроков технологических мероприятий (выкашивание и выжигание тростника, заполнение и спуск прудов и др.).

8. Пространственное размещение и численность гнездящихся птиц водоемов детерминированы биотопической структурой водно-болотных комплексов, прежде всего характером водной и околоводной растительности, а также характером и степенью их использования человеком.

9. В условиях недостаточной обеспеченности региона природными водоемами, созданные человеком водные комплексы могут служить запасным вариантом естественных водных систем в качестве местообитаний лишь для части видов водно-болотных птиц, так как ряд представителей фауны закрытых водоемов не находит подходящие места гнездования на искусственных системах.

136

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На территории Центрально-Черноземного региона количество и площадь закрытых водоемов невелики. В то же время, благодаря разнообразной биотопической структуре водных комплексов, их авифауна отличается высоким богатством. По таксономическому и экологическому разнообразию1 группировок птиц закрытые водоемы не уступают открытым ландшафтам.

Большую часть закрытых водоемов региона составляют искусственно созданные водные системы - пруды рыборазводных хозяйств, поля фильтрации сахарных заводов и иных предприятий, отстойники металлургических комбинатов и др. Между естественными и искусственными водными комплексами существуют некоторые различия в составе авифаун, однако они не намного превышают различия между водоемами одного типа.

На искусственных водоемах имеются условия, для заселения их рядом видов, для которых отсутствуют природные местообитания. Только с, искусственными водоемами связано гнездование огаря, сизой и серебристой чаек, малой крачки, ходулочника. Отличительной особенностью гнездовой фауны искусственных водных комплексов является наличие таких видов как деревенская ласточка, домовый и полевой воробей, поселяющихся в постройках человека.

Существующие отличия в значительной мере объясняются не 'столько происхождением водоемов, сколько их биотопическими особенностями, возникающими благодаря постоянному воздействию человека на искусственные водные системы: выжиганию и выкашиванию надводной растительности, внесению органики в виде удобрений и подкормки рыб, периодическому спуску и наполнению прудов и др. При прекращении подобного воздействия авифаунистическое сходство естественных и искусственных водно-болотных комплексов увеличивается. Важным отличием внешнего облика антропогенных водоемов является также наличие сооружений, необходимых для осуществления производственного процесса: дамбы, бетонные опоры, трубопроводы, металлические понтоны, хозяйственные постройки и мн.др., которые используются для гнездования рядом видов птиц.

В то же время, часть видов птиц на прудах искусственных водных систем практически не гнездится. Отсутствие на гнездовании на искусственных водоемах чирка-свистунка, серого журавля, черныша обусловлено приуроченностью их гнездовых стаций преимущественно к лесным водоемам. Однако эти виды встречаются на искусственных водных комплексах в послегнездовой период. Для прудов искусственных водных систем характерен резкий переход от растительных сообществ глубоководной части (тростник, рогоз) к травянисто-кустарниковой растительности дамб. Отсутствуют такие стации как осоковый кочкарник, заболоченные рогозовые, влажные осоковые и сухие луговые участки. В- связи с этим, на искусственных водоемах в наименьшей степени представлены виды, типичными местами обитания которых являются низинные- болота и заливные влажные луга с небольшими-временными водоемами: чирок-трескунок, поручейник, бекас, обыкновенный погоныш и другие виды.

Для-закрытых водных систем характерно наличие большого числа видов-посетителей, в не меньшей степени, чем для агроландшафтов и других открытых пространств. Часть «посетителей» встречается на закрытых водоемах постоянно, к ним относятся* виды, имеющие трофические связи с территорией водоема или с травянистой* и кустарниковой растительностью-по берегам и дамбам. На искусственных водно-болотных системах число видов-посетителей более чем в полтора раза выше, чем на естественных, в связи с большим разнообразием и мозаичностью биотопов на их территории. Водоемы различной площади, и степени зарастания в сочетании с участками отмелей, спущенных прудов, травянисто кустарниковых зарослей по откосам и дамбам, лесопосадками, а также сооружениями человека создают условия для обитания большого числа видов.

Ряд видов-посетителей отмечен только для искусственных водных систем. Распространение в регионе редких видов, таких как большой баклан, большая белая цапля, серебристая чайка связано преимущественно с рыборазводными прудами, где они находят богатую кормовую базу.

Для населения птиц закрытых водоемов также характерна высокая доля видов-посетителей (15-30%), представленных в основном чайковыми, а также видами, населяющими древесно-кустарниковую растительность по берегам водоемов и разделяющим пруды дамбам. Особенно резко (до 50-80%) доля посетителей'возрастает в период послегнездовых кочевок, начинающихся уже в июле.

Таким образом, сезонная динамика плотности населения определяется наличием и численностью нескольких массовых видов. Присутствие и обилие этих видов в свою очередь зависит от биотопических характеристик самого водоема (структуры растительного покрова, площади водного зеркала, отмелей и др.), а также антропогенного влияния (наличия охранного режима, незамерзающих в зимнее время участков и др.). На водоемах с наличием спущенных прудов и отмелей концентрируются рано отгнездившиеся чайковые - речная крачка, озерная, сизая и серебристая чайки, а так же кулики, в связи с чем плотность населения птиц здесь достигает максимального значения в июле. На незамерзающих прудах повторный рост плотности наблюдается со второй половины сентября за счет концентрирующихся* на зимовку уток (в основном кряквы), высокая плотность которых сохраняется до конца февраля.

На охраняемых водных системах с наличием тростниковых зарослей образуются осенние скопления лысухи, которая собирается здесь огромными стаями. На этих водоемах максимальные показатели плотность населения были получены в августе (т.е. на 2 - 3 недели позже, чем на водоемах первого типа).

Для населения птиц закрытых водоемов свойственна высокая изменчивость не только по сезонам, но и по годам, а также изменения структуры доминирования.

Различная структура доминирования в населении птиц разных типов закрытых водных систем в существенной мере определяется рядом биотопических характеристик водно-болотных комплексов, характером их использования человеком.

Искусственные водоемы, постоянно испытывающие воздействие человека, в целях поддержания определенной структуры растительности, имеют олигодоминантный состав, представленный в существенной мере чайковыми и утиными. На естественных водно-болотных угодьях, а также вышедших из эксплуатации искусственных, преобладают виды заросших и зарастающих водоемов (черная крачка, погоныш, болотная камышевка и камышевка-барсучок).

Группа водно-болотных комплексов как естественного, так и искусственного происхождения обладает монодоминантным населением с абсолютным преобладанием озерной чайки, образующей здесь колониальные поселения.

В размещении колоний чаек на естественных пойменных водоемах существенную роль играет уровень паводка. В зависимости от наличия или отсутствия колоний меняется видовой состав птиц данного водно-болотного комплекса, а также плотность гнездования населяющих его видов. В годы присутствия колонии существенно возрастает гнездовая плотность черношейной поганки, кряквы, красноголового нырка, лысухи, черной крачки, напротив обилие малой выпи, перевозчика, бекаса снижается, а белокрылая, белощекая и малая крачки в эти годы на водоеме вовсе отсутствуют.

Связь плотности населения с уровнем весеннего паводка была выявлена также для ряда наземногнездящихся птиц (куликов, уток). В связи с поздним обсыханием поймы в годы с высоким паводком, образуются островки, отделенные от остальной территории затопленными участками, недоступными для наземных хищников и человека.

Межгодовые изменения плотности населения птиц искусственных водных систем происходят иначе и находятся в зависимости от антропогенных факторов; таких как- начало: заполнения и; спуска; прудов, уровень заполнения, сроки и степень выкашивания, и выжигания надводнойфастительности и т.д., и практически не зависят от ежегодных колебаний уровня паводка.

На основании вышесказанного можно говорить о том, что пространственное размещение и численность птиц водоемов определяется биотопической структурой водно-болотных комплексов, прежде всего структурой водной и околоводной растительности; а также характером и степенью их использования человеком. Особенно наглядно это прослежено для; гнездящихся видов.

Результаты нашей работы позволяют утверждать, что некоторые типы искусственных водоемов. по целому ряду показателей условий? существования» водно-болотных орнитокомплексов не уступают и в* ряде случаев оказываются предпочтительнее для птиц, чем естественные. Это; подтверждается большим?: видовым богатством, высоким обилием; временной устойчивостью г населения птиц. Кроме того, за счет постоянной-: и жесткой охраны этих водоемов здесь, достаточно благополучно, существуют многие редкие виды птиц. Именно на этих водоемах наивысшая концентрация птиц-посетителей и пролетных видов в период миграций; В то же время, часть созданных человеком водных систем характеризуется более низким, чем на ряде естественных водоемов обилием и видовым; составом населения. Существенная доля видов как гнездящихся, так кормящихся и пролетных предпочитает природные водно-болотные комплексы;. На искусственных водоемах региона в силу отсутствия подходящих стаций не гнездятся или имеют низкую гнездовую плотность чирок-трескунок, широконоска, погоныш, травник, поручейник, бекас, большой; веретенник, черная и белокрылая, крачки. Отсюда следует, что в условиях дефицита или деградации природных водно-болотных угодий некоторые искусственные водоемы могут рассматриваться как своеобразные заменители лишь для части водных и околоводных видов птиц.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Кузнецова, Екатерина Николаевна, Москва

1. Абрамов А.В., Землянухин А.И., Мельников М.В. Находки гнезд редких видов птиц Липецкой области в долине Воронежа // Фауна Центрального Черноземья и формирование экологической культуры. Часть 1. — Липецк, 1996. - С. 30-31.

2. Авданин В.О., Гарушянц К.Ю., Зубакин В.А., Мищенко А.Л. О некоторых интересных орнитологических находках в Московской области // Орнитология. Вып. 15: М.: Изд-во МГУ, 1980. - С. 191-192.

3. Авилова К.В. Пути управления уровнем биологического разнообразия техногенного водоема // Птицы техногенных водоемов Центральной' России: Сб. науч. ст. — М.: Изд. каф. зоол. позвоночных животных и общ. экол., 1997. — С. 172-189.

4. Авилова К.В. Техногенные водоемы, промышленность и дикая природа: опыт Великобритании (по материалам публикаций) // Птицы техногенных водоемов Центральной России: Сб. науч. ст. — М.: Изд. каф. зоол. позвоночных животных и общ. экол., 1997. С. 152-171.

5. Авилова К.В., Еремкин Г.С. Особо ценные орнитологические территории. Природно-техногенный ландшафт как аккумулятор редких видов птиц (на примере очистных сооружений Москвы) II Редкие виды птиц Нечерноземного центра России. М.: МПГУ, 1995. - С. 268-270.

6. Аксенов А.П. Водоплавающие птицы на рисовых системах в дельте Волги // Современная орнитология 1998. М.: Наука, 1998. - С. 312-316.

7. Аникин В.И. Об особенностях пространственной структуры поселений птиц в различных местообитаниях // Материалы IV научной конференции зоологов педагогических институтов. — Горький, 1970. — С. 327-329.

8. Ардамацкая Т.Б. Острова водохранилищ как объекты экологических исследований/ Научные основы обследования колониальных гнездовий околоводных птиц. — М.: Наука, 1981. С. 24-27.

9. Аюпов А.С. Современное состояние озерной чайки на Куйбышевском водохранилище // Распространение и численность озерной чайки М.: Наука, 1981.— С. 17-19.

10. Аюпов А.С., Брондуков P.P. Население птиц озера-отстойника на острове Лопатинский (Куйбышевское водохранилище) // Птицы техногенных водоемов Центральной России: Сб. науч. ст. М.: Изд. каф: зоол.позвоночных животных и общ. экол., 1997. — С. 49-54.

11. Актов А.С. Плотность населения птиц при изменяющейся площади острова // Экология и охрана птиц. Тезисы докладов VIII всесоюзной орнитологической конференции. — Кишинев: Штиинца, 1981.— С. 14—15.

12. Аюпов А.С. Роль птиц в некоторых межбиоценозных связях на островах Куйбышевского водохранилища // Продуктивность островных и прибрежно-мелководных экосистем Куйбышевского водохранилища. Казань, 1983.-С. 161-176.

13. Барабаш-Никифоров И.И., Павловский Н.К. Фауна наземных позвоночных Воронежского государственною заповедника // Труды Воронежского государственного заповедника. — Воронеж: Воронежское областное изд—во, 1948. Выпуск 2. - С. 7-128.

14. Баранов JI.C. Птицы иловых карт очистных сооружений г. Калуги // Птицы техногенных водоемов Центральной России: Сб. науч. ст. — М.: Изд. каф. зоол. позвоночных животных и общ. экол., 1997. — С. 34—38.

15. Барышников Н.Д. Находка гнезда серого гуся в Воронежской области // Редкие виды птиц и ценные орнитологические территории Центрального Черноземья. — Липецк, 1999. С. 80.

16. Барышников Н.Д., Анастасов В.В., Власов А.А. Особо охраняемые природные территории Курской области // Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья. Часть 2. Курск: КГМУ, 2005. -С. 253-256.

17. Бауманис Я. Влияние деятельности человека на орнитофауну рыбоводных прудов Латвийской СССР // Материалы VI всесоюзной орнитологической конференции. Часть II. М., 1974. - С. 50-57.

18. Белик В.П. Заметки о летней авифауне Воронежской области и прилежащих районов // Редкие виды птиц и ценные орнитологические территории Центрального Черноземья. — Липецк, 1999. — С. 66-69.

19. Белик В.П. Орнитофауна Южного региона России: состав, распределение, тенденции // Птицы Южной России. Ростов-на-Дону, 2002. - С. 49-53.I