Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Пространственно-временная организация населения дневных чешуекрылых (Lepidoptera, Rhopalocera) Северо-Восточного Алтая

ВАК РФ 03.00.09, Энтомология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Малков, Петр Юрьевич

Введение.к.

Глава 1. Район работ, материалы и методы.S.

1.1. Физико-географическая характеристика провинции.6.

1.2. Места и сроки полевых работ.42.

1.3. Методы учета дневных чешуекрылых и обработки полученных результатов.

Глава 2. Пространственное распределение видов дневных чешуекрылых.

2.1. Классификация видов дневных чешуекрылых.

2.2. Характерные представители типов преференции.Ik.

2.3. Особенности распределения видов дневных чешуекрылых в Северо-Восточном и Юго-Восточном Алтае.ZV.

2.4. Общие тенденции и специфика распределения видов дневных чешуекрылых, птиц и мелких млекопитающих.

Глава 3. Пространственно-временная неоднородность населения дневных чешуекрылых.

3.1. Особенности сезонных изменений населения чешуекрылых.

3.2. Пространственная изменчивость населения чешуекрылых. дневных дневных

3.3. Особенности высотно-поясной дифференциации населения дневных чешуекрылых.<

3.3.1. Доминантный состав и лидирующие виды населения дневных чешуекрылых.<

3.3.2. Фоновое и видовое богатство населения дневных чешуекрылых.М

3.3.3. Плотность населения дневных чешуекрылых.

Глава 4. Пространственно-типологическая организация населения дневных чешуекрылых.

4.1. Пространственно-типологическая структура населения дневных чешуекрылых.9.

4.2. Классификация населения дневных чешуекрылых.ЛОЪ

4.3. Организация населения дневных чешуекрылых.Ю?

Глава 5. Структура разнообразия летнего населения животных Российского Алтая.Itt

Выводы. .И

Введение Диссертация по биологии, на тему "Пространственно-временная организация населения дневных чешуекрылых (Lepidoptera, Rhopalocera) Северо-Восточного Алтая"

Актуальность темы. Оценка биоразнообразия и выявление структурных особенностей сообществ - одно из фундаментальных направлений современных биогеографических исследований. При этом учитываются не только списки видов, но и их соотношение по численности или иным количественным характеристикам: биомассе, трансформируемой энергии и т.д. [Кузякин, 1962; Второв, 1968; Злотин, 1975; Воронов, 1976; Уиттекер, 1980; Чернов, 1984, 1991; Мэгарран, 1992 и др.]. Трудоемкость таких работ общеизвестна, поэтому, по крайней мере на первых этапах, целесообразно проводить исследования отдельных таксономических групп организмов [Равкин, Лукьянова, 1976 и др.]. В этом отношении дневные чешуекрылые, как широко распространенные, способные к перелетам и очень чувствительные к изменениям среды насекомые, весьма перспективны [Кузякин, 1966; Кузякин, Мазин, 1986], поскольку территориальные изменения их населения в качестве неотъемлемой части экосистемы в той или иной мере сопряжены с таковыми в таксоценах прочих животных, высших растений и биоценозов в целом. Это позволяет сравнивать между собой результаты изучения их пространственно-временной динамики.

Эффективность использования подобных оценок значительно возрастает при целенаправленном поиске основных факторов, определяющих территориальную неоднородность животного населения. Такие исследования позволяют осуществлять прогноз пространственно-временных изменений сообществ на необследованных участках по известным для них факторам среды и изменению площадей местообитаний [Равкин, 1976, 1984, 1991].

Пространственная неоднородность населения булавоусых чешуекрылых сравнительно хорошо изучена в Юго-Восточном [Бондаренко, 1999; Бондаренко, Ю. Малков, П. Малков и др., 1999] и в меньшей степени в Северном и Центральном Алтае [Ю. Малков, П. Малков, 1996]. По Северо-Восточному Алтаю имеются сведения, касающиеся лишь видового состава этой группы насекомых [Чугунов, 1912; Штандель, 1957; Коршунов, Горбунов, 1995; Elwes, 1899]. Внутрисезонная динамика населения дневных бабочек на Алтае ранее не изучалась.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы заключается в выявлении основных особенностей пространственной неоднородности и временной динамики населения дневных чешуекрылых Северо-Восточного Алтая, в оценке зависимости изменения населения от факторов среды. В связи с изложенным задачи исследования включали:

- выявление распределения видов дневных бабочек;

- изучение изменений сообществ дневных чешуекрылых на протяжении большей части периода имагинальной активности и на основе этого -выделение сезонных аспектов их населения;

- выяснение основных тенденций территориальных изменений плотности, видового, фонового и доминантного состава населения булавоусых чешуекрылых в зависимости от ландшафтной неоднородности среды и высотной поясности провинции;

- выявление пространственно-типологической структуры населения булавоусых чешуекрылых и организующих ее факторов среды.

Научная новизна работы. Разработана оригинальная методика маршрутного учета дневных чешуекрылых. Впервые получены данные по распределению дневных чешуекрылых во всех высотных поясах, ландшафтах и урочищах Северо-Восточного Алтая. Проведен анализ изменений суммарной плотности, видового и фонового богатства, доминантного состава населения по высотно-поясному градиенту. Впервые показан характер сезонной аспективности сообществ дневных бабочек Северо-Восточного Алтая. Выявлена и проанализирована пространственно-типологическая структура населения булавоусых чешуекрылых и определяющие ее факторы. Характеристики населения дневных чешуекрылых сопоставлены с таковыми в Юго-Восточном Алтае, а также с наиболее общими свойствами населения птиц и мелких млекопитающих.

Практическое значение. Полученные материалы включены в банк данных коллективного пользования ИСиЭЖ СО РАН и могут быть использованы при составлении кадастра животного мира России. Кроме того, эти сведения могут применяться для экологических экспертиз хозяйственных проектов, а также при решении проблем сохранения редких и исчезающих видов.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались на международном симпозиуме "Модели устойчивого социально-экономического развития Республики Алтай и стран Алтае-Саянского региона" (Горно-Алтайск, 1997), на IV международной научной конференции "Природные условия, история и культура Западной Монголии и сопредельных регионов" (Томск, 1999), на кафедре зоологии, экологии и генетики Горно-Алтайского государственного университета (16 октября 2000 г.), на научно-практической конференции "Проблемы социально-экономического, экологического развития Республики Алтай: состояние и перспективы" (Горно-Алтайск, 2001), на V международной научной конференции "Природные условия, история и культура Западной Монголии и сопредельных регионов" (Томск, 2001), на международном научном совещании "Биоразнообразие и динамика экосистем Северной Евразии: информационные технологии и моделирование (WITA 2001)" (Новосибирск, 2001), на межлабораторном семинаре Института 7 систематики и экологии животных СО РАН (15 мая 2001 г.). По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, 1 работа находится в печати.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и списка литературы. Основная часть содержит 128 страниц текста, 46 таблиц и 6 рисунков. Библиография включает 84 наименования, в том числе 8 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Энтомология", Малков, Петр Юрьевич

ВЫВОДЫ

1. На территории Северо-Восточного Алтая установлено пребывание 108 видов дневных чешуекрылых. Более половины предпочитают предгорно-низкогорные лугово-лесные ландшафты (56 видов). Почти в два раза меньше видов отдают предпочтение среднегорнотаежным местообитаниям (29), еще меньше среднегорным тундрово-редколесным, и, наконец, высокогорным каменисто-тундровым местообитаниям (11 и 2). Поселки предпочитают лишь 5 видов. Характер распределения четырех видов неясен.

2. В населении дневных чешуекрылых обследованной провинции четко прослеживается сезонная аспективность. В сообществах предгорий, низкогорий и темнохвойнотаежного среднегорья, кроме кедровой тайги, прослеживается три аспекта: предлетний, срединнолетний и позднелетний. Весенний аспект приходится на время до начала наших наблюдений. Сезонная динамика плотности населения дневных бабочек здесь имеет одновершинный характер. В сообществах кедровой тайги, предгольцовых редколесий и тундр выделено четыре аспекта: весенний, летний иммиграционный, летний автохтонный и позднелетний. Сезонную динамику плотности населения здесь можно охарактеризовать как платообразную.

3. Видовое богатство и плотность населения дневных бабочек возрастают от лесостепного пояса к подтаежному, в таежном поясе отмечается снижение, а затем неравномерно уменьшаются к высокогорью. Изменения видового богатства определяются биотопической разнородностью внутри ландшафтных урочищ. Отличия в плотности населения дневных чешуекрылых связаны, кроме того, с изменениями гидротермического режима, а также с наличием вырубок и пожарищ, в ходе восстановительных сукцессий которых происходит

120 увеличение численности некоторых листогрызущих в стадии гусеницы бабочек.

4. Судя по выявленной типологической структуре и оценке методом качественной линейной аппроксимации, пространственно-временные изменения облика населения дневных чешуекрылых в наибольшей мере обусловлены сезонным развитием природы. Пространственная неоднородность, в основном, определяется высотной поясностью как напрямую, так и через влияние теплообеспеченности. Кроме того, для населения булавоусых бабочек значимы состав лесообразующих пород, продуктивность, облесенность, заболоченность, распашка и наличие рудеральной растительности (в том числе в связи с застроенностью).

5. Сила и общность связи неоднородности населения дневных бабочек и всех выявленных факторов, а также природных режимов, в зависимости от способа расчета, составляет от 74 до 83% дисперсии населения отраженной матрицей коэффициентов сходства.

6. Основные изменения в населении дневных чешуекрылых Российского Алтая связаны с теплообеспеченностью и провинциальностью, у земноводных, кроме того, значимо влияние увлажненности, у пресмыкающихся большее значение имеют экспозиции склонов и затененность (облесенность). Дифференциация орнитокомплексов связана с типом растительности, а сообществ мелких млекопитающих, в основном, - со степенью увлажненности.

121

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Малков, Петр Юрьевич, Новосибирск

1. Баранчиков Ю. Н. Потенциальная плодовитость и эколого-популяционные характеристики папилоидных чешуекрылых приангарской тайги// Биоценотические группировки таежных животных. Красноярск, 1978. с. 66 68.

2. Бейдеман И. Н. Методика изучения фенологии растений и растительных сообществ. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1974. -156 с.

3. Беклемишев В. Н. Биоценологические основы сравнительной паразитологии. М.: Наука, 1952. 502 с.

4. Бондаренко А. В., Малков Ю. П., Малков П. Ю., Манеев А. Г.

5. Бондаренко А. В., Малков Ю. П., Малков П. Ю., Малков Н. П.

6. Пространственно-типологическая организация населения булавоусых чешуекрылых (Lepidoptera, Rhopalocera) Юго-Восточного Алтая// Зоолог, журн. 1999. - т. 78, № 9. с. 1073 - 1079.

7. Вартапетов Л. Г. Птицы таежных междуречий Западной Сибири. -Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1984. 242 с.

8. Вартапетов Л. Г. Птицы северной тайги Западно-Сибирской равнины. -Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1998. 328 с.

9. Володин И. А. Булавоусые чешуекрылые, птицы и мелкие млекопитающие основных ландшафтов Брянской области. Автореф. канд. дисс. - М., 1975. - 22 с.

10. Воронов А. Г. Общие вопросы биогеографии и ее основные направления на современном этапе// Биогеография : Общие вопросы и основные направления исследований современной биогеографии. М.: ВИНИТИ, 1976. с. 8-97.

11. Второе П. П. Биоэнергетика и биогеография некоторых ландшафтов Терскей Ала-Тоо. Фрунзе, 1968. - 167 с.

12. Ганжа Е. А. Ландшафтное распределение булавоусых чешуекрылых, грызунов и насекомоядных Томбовской области. Автореф. канд. дисс. -М., 1980.-20 с.

13. Дубатолов В. В., Костерин О. Э. Дневные чешуекрылые (Lepidoptera, Hesperioidea, Papilionoidea) международного заповедника "Даурия'7/ Насекомые Даурии и сопредельных территорий. Вып. II., Новосибирск, 1999. с. 138- 194.

14. Коршунов Ю. П. Дневные бабочки Азиатской части России. Дополнения и исправления. Новосибирск, 1996. 66 с.

15. Кузякин А. П. Зоогеография СССР// Уч. зап. МОПИ им. Крупской. 1962. Т. 109. с. 3-182.

16. Кузякин А.П. Дневные чешуекрылые как зоогеографический индикатор// IV межвузовская зоогеграфическая конференция. Тезисы докладов. Одесса, 1966. с. 135 136.

17. Кузякин А. П., Мазин Л. Н. Количественные учеты булавоусых для биогеографических целей// IX съезд Всесоюзн. энтомол. об-ва, Киев: Наукова думка, 1984. ч.1. с. 268.

18. Кузякин А. П., Мазин Л. Н. Содержание и некоторые итоги исследований по ландшафтной энтомогеографии СССР// Тр. Всесоюзн. энтомол. об-ва, 1986. Т. 68. с. 52-54.

19. Куминова А. В. Растительный покров Алтая. Новосибирск: Изд-во АН СССР, 1960 -450 с.

20. Куперштох В. Л., Трофимов В. А. Классификация упорядоченных объектов// Алгоритмы статистической обработки информации. Новосибирск, 1974. с. 88 89.

21. Куперштох В. Л., Трофимов В. А. Автоматическое выявление макроструктуры системы // Проблемы анализа дискретной информации. Новосибирск, 1975. - Ч. 1. с. 67 - 83.

22. Мазин Л. Н. Высотно-поясная структура населений булавоусых чешуекрылых в горных хребтах юга СССР. Автореф. канд. дисс. М., 1981.-21 с.

23. Мазин Л. Н. Основные итоги и перспективы исследований населений имаго булавоусых чешуекрылых природных зон СССР// Булавоусые чешуекрылые СССР. Новосибирск, 1987. с. 73 75.

24. Малков Ю. П., Бубнова Т. В., Малков П. Ю. Земледелие как фактор, влияющий на распределение и численность чешуекрылых РА// Проблемы социально-экономического, экологического развития Республики Алтай: состояние и перспективы. Горно-Алтайск, 2001. с.31-32.

25. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение. М.: Мир, 1992. - 166 с.

26. Наумов Р. Л. Птицы в очагах клещевого энцефалита Красноярского края. Автореф. канд. дисс. М., 1964. - 19 с.

27. Нееф Э. Теоретические основы ландшафтоведения. М., 1974. - 220 с.125

28. Равкин Ю. С. Птицы лесной зоны Приобья. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1978. - 288 с.

29. Равкин Ю. С. Пространственная организация населения птиц лесной зоны (Западная и Средняя Сибирь). Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1984.-264 с.

30. Равкин Ю. С., Цыбулин С. М., Ливанов С. Г. Малков П. Ю. и др.

31. Пространственная неоднородность животного населения Российского Алтая// Природные условия, история и культура Западной Монголии и сопредельных регионов. Тез. докл. V Международной науч. конф. Томск, 2001а. с. 70.

32. Равкин Ю. С., Цыбулин С. М., Ливанов С. Г., ., Малков П. Ю. и др.

33. Структура разнообразия летнего населения животных Российского Алтая// Биоразнообразие и динамика экосистем Северной Евразии: информационные технологии и моделирование (WITA' 2001). ИЦиГ, Новосибирск, 20016. с.73.

34. Равкин Е. С., Шадрина В. И. Опыт изучения периодических явлений в населении птиц// Доклады I конференции молодых ученых ЦНИЛОП НСХ СССР. М., 1977, с. 32 38.(ВИНИТИ, 1599-78. Деп).

35. Сорокин А. Г. Население птиц, мелких млекопитающих и булавоусых чешуекрылых севера Дальнего Востока. Автореф. канд. дисс. М., 1977. -20 с.

36. Терентьев П. В. Метод корреляционных плеяд // Вестник Ленингр. унта. Сер. биол. 1959. - № 9. с. 137 -141.

37. Титова В. В. Население мелких млекопитающих и булавоусых чешуекрылых на разрезе через три зоны Казахстана. Автореф. канд. дисс. М., 1977. - 24 с.

38. Трофимов В.А. Модели и методы качественного и факторного анализа матрицы связи // Проблемы анализа дискретной информации. -Новосибирск, 1976. -ч. II с. 24-36.

39. Трофимов В.А., Равкин Ю.С. Экспресс-метод оценки связи пространственной неоднородности животного населения и факторов среды // Количественные методы в экологии животных. Л., 1980 с. 113115.

40. Трофимов В. А., Куперштох В. Л., Равкин Ю. С. К проблеме выявления пространственно-типологической структуры сообществ // Проблемы зоогеографии и истории фауны. Новосибирск, 1980. с. 41 -58.

41. Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. М.: Прогресс, 1980. - 327 с.127

42. Формозов А. Н. Количественный метод в зоогеографии наземных позвоночных животных// Известия АН СССР. Сер. геогр. 1951. - №2. с. 62 - 70.

43. Чарушина А. Н. Насекомоядные, грызуны, их эктопаразиты и булавоусые чешуекрылые основных ландшафтов Кировской области. Автореф. канд. дисс. М., 1971. -21 с.

44. Чернов Ю. И. Природная зональность и животный мир суши. М.: Мысль, 1975. - 220 с.

45. Шадрина В. И. Автоматическая классификация в зоогеографических исследованиях// Проблемы зоогеографии и истории фауны. Новосибирск, 1980. с. 13-41.

46. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. М., 1963. - 830 с.

47. Штандель А. Е. Дневные бабочки (Lepidoptera, Rhopalocera) Алтая// Энтомологическое обозрение. 1957. - т. XXXVI. с. 134-141.128

48. Шхашамишев X. X. Распределение прямокрылых и булавоусых чешуекрылых по высотным поясам Кабардино-Балкарии. Автореф. канд. дисс. Нальчик, 1968. - 15 с.

49. Elwes Н. J. On the Lepidoptera of the Altai Mountains. 1899, Plates XI-XIV, Rhopalocera. s. 295 367.

50. Higgins L. G., Riley N. D. A feeld guide to the Butterflies of Britain and Europe. London, 1970. 380 p.

51. Jaccard P. Lois de distribution fiorale danse la zone alpine // Bull. Soc. Vaund. Sci. Nat., 1902 Vol. 38. P. 69-130.

52. Kendeigh S. C. Meassuremement of bird populations // Ecol. Monographs.1944. 14 p.

53. Pollard E. A metod for assessing changes in the abundance of butterflies // Biol. Coserrv. 1977-Vol. 12, №2. P. 115-134.

54. Ravkin Yu. S., Tsybulin S. M., Livanov S. G., ., Malkov P. Y. et al.

55. Structure of a variety of the Animal Communities of Russian Altai// The First Workshop on Information Technologies Application to Problems of i Biodeversity and Dynamics of Ecosystems in North Eurasia (WITA' 2001). IC&G, Novosibirsk, 2001. p. 262.

56. Southwood T.R.E. Ecological methods with particular reference to the study of insect populations. L., 1966.

57. Yamomoto M. Notes on the methods of belt transect census of butterfies // J. Fac. Sci. Hokkaido Univ. Ser. V1. Zool. 1975. Vol. 20. №1. - P. 93 - 116.