Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Синантропные популяции сизых голубей и их использование при мониторинге тяжелых металлов в промышленных центрах Западной Сибири

ВАК РФ 03.00.08, Зоология

Автореферат диссертации по теме "Синантропные популяции сизых голубей и их использование при мониторинге тяжелых металлов в промышленных центрах Западной Сибири"

РГ в о*

О 2 ИЮН 199'

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИПИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ СИСТЕМАТИКИ И ЭКОЛОГИИ ЖИВОТНЫХ

На правпх рукописи УДК 598.2/.9:504.54.05.

ВАНИЧЕВА ЛЮДМИЛА КОНСТАНТИНОВНА

СИНАНТРОПНЫЕ ПОПУЛЯЦИИ СИЗЫХ ГОЛУБЕЙ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИ МОНИТОРИНГЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕНТРАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

03.00.08 - зоология

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Новосибирск 1997

Работа выполнена в Новокузнецком государственной педагогическом институте

Научные руководители: доктор биологических наук М.Г1. Мошкии, кандидат биологических наук A.C. Ксенц

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

чл.-корр. РАН Д.А. Криволуцкий; доктор биологических наук Ю.С. Равкнн.

Ведущее учреждение: Институт экологии растений и животных Уральского отделения РАН

Защита диссертации состоится О. .Q&. 1997 г. в часов на заседании диссертационного совета К 003.14.01 в Институте систематики и экологии животных Сибирского отделения Российской Академии наук.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах проспи направлять по адресу : 630091, г.Новосибирск, 91, ул. Фрунзе, 11. Диссертационный совет ИСиЭХ СО РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИСиЭХ СО РАН по адресу : 630091, г.Новосибирск, 91, ул. Фрунзе, 11.

Автореферат разослан "¡0" Г)(/ 1997 г.

Ж 0<f

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук

А.Ю. Харитонов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тепы. Уровень современного загрязнения биосферы определяет насущную необходимость контроля за распределением и динамикой загрязнителей. Их концентрация в среде достигает уровней, опасных для здоровья человека и ведет к деградации биоценозов. Зачастую постоянное пребывание организма в условиях, где содержание поллютантов меньше предельно допустимых концентраций, приводит к аккумуляции токсикантов в количествах, намного превышающих ПДК [Шипунов и др., 1981а]. Поэтому достоверно оценить характер загрязнения среды возможно лишь на основе количественного учета накопления загрязняющих веществ в тканях организмов, постоянно обитающих в этой среде.

В современных биоиндикационных исследованиях особое место занимает мониторинг тяжелых металлов, поскольку их аккумуляция и воздействие на хивые организмы недостаточно изучены. При этом токсическое действие излишнего для организма количества этих элементов таково, что четыре из них - ртуть, свинец, кадмий и медь - признаны ВОЗ подлежащими первоочередному контролю [Добровольский, 1980; Лужников, 1982].

Среди высших позвоночных - постоянных обитателей загрязненной среды промышленных центров в качестве биомониторов и индикаторов на первом месте находятся птицы : сизый голубь [Tansy, Roth, 1970;Hutton, Goodman, 1980; Tejedor, Gonzalez, 1992], домовый воробей, грач [ Pinowska et al., 1981 ;Pinowska et al., 1981], скворец [Garcia et al., 1984], черный дрозд [Weyers et al., 1985], сорока [Hahn et al., 1985; Kooiker, 1986], большая синица [Кннстаутас, 1983; Breitschwerdt, Schmidt, 1986], полевой воробей [Buschmann, 1988] и некоторые другие [Пикула, 1980; Рахилин, 1982].

Сизый голубь отвечает практически всем критериям, предъявляемым к птицам-биоиндикаторам [Ellenberg, Dietrich, 1981; Rutschke, Falke; 1981], в большинстве городов средней полосы России сииантропные сизые голуби - самые многочисленные и даже массовые птицы. Наряду с грызунами, голуби являются хранителями

и распостранителями аптропозоонозных инфекций и гельминтозов [Болезни птиц, 1971; Горшков и др., 1977; Бишев и др., 1984; Рахманов, Бессарабов, 1987; Ксснц, 1989]. Однако, городские популяции вида фенотипически гетерогенны, что, с одной стороны, накладывает определенные ограничения на использование вида при мониторинге загрязнения среды тяжелыми металлами, с другой - неравномерное распределение фенотипов по территории города может дать дополнительную информацию о состоянии окружающей среды.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы - изучение демографии и фенотипической структуры популяции синантропных голубей в условиях индустриального Новокузнецка и ее зависимости от накопления тяжелых металлов в организме птиц.

При этом ставились следующие задачи :

1. Изучить динамику численности и особенности распределения сизых голубей в промышленном Новокузнецке.

2. Установить уровень фенотипической гетерогенности и возможные причины ее поддержания в популяции.

3. Определить уровень аккумуляции тяжелых металлов в органах сизых голубей из различных населенных пунктов Западной Сибири и в разных районах Новокузнецка.

4. Выявить возможные различия в степени накопления тяжелых металлов у особей разных феногенетических групп популяции.

Научная новизна. Получены данные о распределении сизых голубей в городе, свидетельствующие о тяготении птиц к кварталам новостроек, прилежащим к зерновым полям, что в наибольшей степени сответствует естественным биотопам диких сизых голубей. Показана обратная зависимость размаха сезонных колебаний численности особей разных окрасочных фенотипов от частоты их встречаемости. Для гетерогенной популяции синантропных сизых голубей одного из промышленных центров Западной Сибири впервые обнаружена ассортатнвность в выборе партнеров у особей с одинаковым типом питания. Показаны особенности аккумуляции тяжелых металлов в органах сизых голубей в промышленных центрах Западной Сибири в зависимости от специфики и степени промышленного разни-

тия. Впервые обнаружена зависимость аккумуляции тяжелых металлов в органах синантропных сизых голубей от принадлежности особей к разним трофическим группам.

Практическая значимость. Выявлено полное соответствие синантропных сизых голубей всей критериям, предъявляемым к видам - биоиндикаторам. Показана возможность применения их для мониторинга загрязнения среды промышленных го-родовтяжелыыи металлами. Доказана необходимость однородной выборки птиц по возрасту и пищевой специализации.

Апробация работы. Основные материалы работы докладывались на региональной конференции "Проблемы экологии человека в Сибири" ( Новокузнецк, июнь 1990 ), семинаре лаборатории биоиндикации ИЭМЗХ им.А.Н. Северцова ( Москва, март 1991 ), X Всесоюзной орнитологической конференции ( Витебск, сентябрь 1991 ).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Структура и объем работы. Диссертация включает в себя введение и 4 главы, заключение, выводы, список литературы. Основная часть содержит 108 страниц текста, 20 таблиц и 9 рисунков, общий объем работы - 137 страниц. Список литературы включает 297 работ, в том числе 156 на иностранных языках.

Автор искренне признателен своему первому научному руководителю зав. зоомузеем Томского университета С.С. Москвитину, пробудившему интерес к исследовательской работе и научившему ее основам.

Автор глубоко признателен коллегам - орнитологам A.C. Ро-димцеву и B.C. Шкарину за плодотворное сотрудничество, всем преподавателям и лаборантам кафедры зоологии Новокуэнецкого пединститута за моральную поддержку и практическую помощь. Автор благодарен сотрудникам ИСиЭХ В.В. Глупову, А.К. Юрлову, В. Марченко, А.Ю. Харитонову и всем сотрудникам их лабораторий за доброе отношение, помощь и консультации по ряду «опросов.

Особую признательность автор выражает своим научным руково-

дителям д.б.н. M.II. Мошкину и к.б.н. A.C. Ксенцу за неоценимую помощь при сборе, обработке и приведении научного материала в форму диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. ПТИЦЫ КАК ОБЪЕКТ ИНДИКАЦИИ И МОНИТОРИНГА ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ (обзор литературы).

В первой части обзора описана фенотипическая гетерогенность сизого голубя ( Columba livia Gm.), особенности диких и синантропных популяций вида; во второй части изложены данные о источниках загрязнения среды тяжелыми металлами и их биологическом значении; в третьей части обсуждены достоинства птиц в качестве биомониторов и индикаторов, критерии оценки видов в этой роли, основные закономерности аккумуляции тяжелых металлов в организмах птиц; в четвертом разделе обсуждена связь биомониторинговых исследований с экотоксикологией.

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Сбор материала проводился в течение 1987 - 1994 гг. в крупнейших промышленных центрах Западной Сибири - гг. Новокузнецке, Кемерово, Томске, Новосибирске, Барнауле, Красноярске и двух пригородных населенных пунктах (окрестности гг. Новокузнецка и Томска) - с.Кузедево и с.Рыбалово.

Обьектом исследования был выбран массовый вид птиц, обитающих в городах - сизый голубь (Columba livia Gm.). Отлов сизых голубей производили ночью на чердаках зданий. Птиц умерщвляли с помощью эфира или хлороформа сразу после отлова. Морфологические параметры (вес, длина тела, крыла, хвоста, цевки, клюва) измеряли по общепринятым методикам [Иванов, Штегман, 1978]. У самцов определяли размеры семенникок, у самок - яичника. По состоянию гонад в совокупности с общими пропорциями тела устанавливали возраст. Глазомерно определяли принадлежность сизых голубей к

той или иной окрасочной морфе по классификации С.С. Москпитина с соавт., [1980]. По содержимому зоба и состоянию оперения определяли принадлежность голубей к разным трофический группам : птиц, питающихся зерном на элеваторах или полях за чертой города, относили к группе летунов; птиц, питающихся пищевыми отходами - к группе помоечников. Выделяли также группу с промежуточным типом питания, собирающую корм и местах скопления людей - рынках, вокзалах, остановках городского транспорта - собирателей [Ксенц и др., 1985]. Из гнезд брали для анализа свежие яйца, определяя насиженность "на просвет" и по положению яйца в воде. Яйца промеряли и взвешивали по общепринятым методикам.

Тушку умерщвленной птицы расчленяли, извлеченные органы готовились для анализа по методике Н.Г. Зырина и др., [1980]. Приготовленные пробы хранили в эксикаторе в маркированных пакетах из кальки. Для определения содержания тяжелых металлов отловлено в общей сложности 254 взрослых сизых голубя (239 самцов и 15 самок), взято из гнезд 16 птенцов и 18 яиц. Содержание тяжелых металлов определяли в почках, печени и рулевых перьях, в отдельных случаях в легких, сердце, желудке и большой грудной мышце. Рулевые перья от внешних загрязнений не отмывали. Использовали атомно-абсорбционный и нейтронно-активацнонный методы. В первом случае измерения производились сотрудниками лаборатории физико-химических методов анализа СибНИИЗХим СО ВАСХНИЛ на атом-но-абсорбционном спектрофотометре Perkin-Elmer, Zeeman /3030, имеющем графитовый корректор. Высчитывали содержание элемента на единицу сухого веса ( иг/кг сухого веса ).

Определение в тканях содержания ртути, селена и кобальта методом нейтронной активации проведено к.ф.-м.н., ст. научиым сотрудником НИИ ядерной физики при Томском политехническом институте В.И. Резчиковым. Анализируемый образец (100 мг) запаивали в полиэтиленовый пакет, который и подвергали затем облучению на ядерном реакторе типа ИРТ. Радиоактивность, обусловленную образованием радионуклидов, определяли на гамма-сисктрофотометре многоканального амплитудного анализатора фирмы NOKIA. При статистической обработке использовали методы параметрической и не-

параметрической статистики ¡Лакни, 1980].

В Новокузнецке в течение 1989 - 1994 гг. в разных районах проводили учеты численности сизых голубей на фиксироианных маршрутах по методике Н.А.Козлова [1982], трансформирующей учеты на трансектах к условиям городских улиц. Считали численность птиц каждого окрасочного морфотипа отдельно. Скорость полета сизых голубей принята равной 50 км/час [ Равкин, Доброхотов, 1963]. Учеты проводились при хорошей погоде в утренние и дневные часы. Общая протяженность учетных маршрутов "в семи районах Новокузнецка составила 12,4 км, ширина учетной полосы ( улицы ) - 0,03 -0,04 км.

В четырех колониях, расположенных в трех районах города ( рис. 1), производили кольцевание взрослых голубей и птенцов, отмечали пищевую специализацию (по содержимому зоба и состоянию оперения) и окрасочную морфу особей. Гнезда с яйцами и птенцами маркировались. В этих исследованиях фиксировали продолжительность насиживания, вылупление, рост птенцов по морфологическим параметрам, после появления перьев - окрасочную морфу и (после вылета) пищевую специализацию. Птиц родительской пары отлавливали на гнезде для кольцевания и определения пищевой специализации, фиксировали окраску.

Среда обитания синантропных сизых голубей в индустриальном Новокузнецке отличается высоким уровнем содержания загрязняющих веществ.Содержание тяжелых металлов измеряли в органах сизых голубей, отловленных в трех районах Новокузнецка ( рис. 1). Первый, наиболее чистый, район отлова расположен с наветренной относительно господствующих ветров стороны и представляет собой крупный жилой массив, где отсутствуют какие-либо промышленные предприятия и имеется лишь одно автохозяйство. Второй район отлова находится возле колхозного рынка рядом с Кузнецким металлургическим комбинатом и машиностроительным заводом. Место отлова третьей партии птиц - Кузнецкий район, расположенный на нравом берегу р.Томь в непосредственной близости от алюминиевого и ферросплавного заводов, а также Кузнецкой ТЭЦ. Надо отметить, что уровень загрязнения воздуха в городе очень высок. От пред-

Рис.1. Пункты отлова сизых голубей в г. Новокузнецке.

В левой верхней углу показана роза ветров, основанная на многолетних данных СБраунштейн, 19903. АЗ - аллюминиевые заводы N1 и N2 АФ - агломерационная фабрика

ЗСМК - Западносибирский металлургический комбинат

КПЗ - Кузнецкий машиностроительный завод

КМК - Кузнецкий металлургический комбинат

ТЭЦ - Кузнецкая ТЭЦ

ФЗ - ферросплавный завод

ХФЗ - химико-фармацевтический завод

ЦЗ - цементный завод

прнятий города ежегодно в атмосферу поступает почти один миллион тонн вредных веществ. Экологическая обстановка усугубляется неблагоприятными климатичссхиыи условиями: атмосфера обладает слабой способностью к самоочищению, часты температурные инверсии, ослабление ветра, особенно зимой. Это приводит к скоплению вредных примесей в приземном слое, поскольку город лежит в естественной котловине. Летом часто возникает высокая запыленность, факелы предприятий, расположенных по периметру города, накрывают его при любых направлениях ветра [Безуглая и др. , 1991 ].

Глава 3. ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИИ СИЗЫХ ГОЛУБЕЙ

Наши исследования показали, что численность сизых голубей в Новокузнецке находится на достаточно стабильном уровне и имеет хорошо выраженные сезонные вариации - ее минимум приходится на конец весны - начало лета, максимум - на позднюю осень - начало зимы (рис.2).

Соотношение окрасочных морф в сельской популяции Кузедеево ближе к диким популяциям сизых голубей : здесь доминируют сизая н черно-чеканная морфы, пегих нет совсем, а суммарная доля мела-нистов и красных не превышает 7% ( табл. 1). В районах Новокузнецка также доминируют сизые и черно-чеканные морфы, однако доля цветных фенотипов значительно выше, в районах максимального загрязнения сажей и соответственно измененным цветовым фоном увеличивается доля меланистов ( Орджоникидзевский и Кузнецкий).

Анализ сезонных колебаний численности разных морф показал, что размах колебаний находится в обратной зависимости от доли каждой морфы в популяции ( коэффициент ранговой корреляции г=-0,70 ; Р<0,001 ).

В поддержании окрасочной гетерогенности сизых голубей играет роль ассортативное скрещивание морф. При исследовании окольцованных голубей выявили, что для всех морф, кроме красной, фактическое число гомогенных пар намного превышает теоретически ожидаемое ( табл.2 ).

О

и н

о х

а

ч в

О а

и о

а

л

н

о я

о к

X

X л

и ю

с; О

о и

5 0

3" —-

1990

1991

J

-I—I—I—I—I I I > К к

месяцы

1992

1993

-т-

: > а

месяцы

! > И месяцы

11111

I > а месяцы

1994

Л

V/

щ > -

месяцы

н

о

Рис.2.

Сезонные изменения численности сизых голубей в Центральной

районе г.

Новокузнецке

Таблица 1.

Соотношение окрасочных морф сизых голубей п различных районах г.Новокузнецка и в с.Кузедеево (% ¿БЕ)

Окрасочные морфы

Район Сизые Черно- -чек. Пегие Меланисты Красные N

Центральный 46+0, 5 36±0 5 7+0,3 9+0,3 2+0 15 9254

Куйбышевск. 41 + 0, 8 38 + 0 8 10+0,5 5+0,4 6+0 4 3646

Кузнецкий 41 + 1, 4 27 + 1 3 11+0,9 17+1,1 4 + 0 б 1239

Орджоник. 59 + 2, 0 6+1 0 6+0,9 27+1,8 2+0 6 620

Новокузнецк 47+1 2 27+0 9 8,5+0,2 14+0,3 3,5+0,1 14759

с.Кузедеево 39 + 4 9 54+5 0 0+0 5 + 2,2 2+1 4 99

Кроме окраски, гетерогенности популяции проявляется в наличии трофических групп : часть особей питается зерном на окрестных полях, элеваторах, мельницах и относится к группе летунов (классификация A.C. Ксенца и др., (1985)). Вокруг бачков с мусором и пищевыми отходами концентрируются так называемые помоеч-ники. Небольшая доля птиц - собиратели - питаются на остановках транспорта, рынках и у магазинов.

При анализе окрасочной структуры трофических групп обнаружили, что группу летунов на 80% составляют в равных долях особи сизой и черно-чеканной морф; остальных морф среди летунов мало. В группе помоечников увеличивается доля черно-чеканных птиц и цветных, доля сизыз - сокращается. Окрасочная структура трофических групп достоверно отличается ( табл.3).

Таблица 2.

Вероятность выбора гнездового партнера своей цветовой морфы в 151 паре сизых голубей Новокузнецка (1989-93 гг.)

Морфа Пол п Доля Теоретич. фактич.

особей ожидаемое число

морфы число гомо- гомоген.

ген. пар пар

СИЗЫЕ самец 54 0,18 4,89 27 99,96

самка 54 0,18

ЧЕРНО- самец 61 0,20 5,73 31 111,4

ЧЕКАННЫЕ самка 56 0,19

ПЕГИЕ самец 24 0,080 1,0 7 36,0

самка 25 0,083

МЕЛАНИСГЫ самец 7 0,023 0,11 3 75,9

самка 10 0,033

КРАСНЫЕ самец 5 0,017 0,05 0 0,05

самка 6 0,02

323,25 ; Р< 0,001

При анализе наследования типа питания выяснили, что птенцы следуют стереотипу родителей - в гомогенных парах всеми птенцами наследуется тип питания родителей, в гетерогенных парах наследуется тип питания матери. Статистический анализ выявил высокую достоверность явления ( табл. 4).

Таблица 3.

Соотношение особей окрасочных морф в трофических группах (Новокузнецк, 1989-1994 гг.)

Сизые Черно-чеканные Остальные Всего п

Летуны п 111 111 54 276

% 40 40 20 100

Помоечники п 51 86 42 179

% 29 ' 48 23 100

Хг = 6,5; Р< 0,05

Таблица 4.

Наследование трофического поведения птенцами сизых голубей в гомогенных и гетерогенных по типу питания парах (Новокузнецк, 1989-1994 гг.)

Птенцы Родители : гомогенные пары гетерогенные пары

самец летун помоечник летун помоечник

самка летун помоечник помоечник летун

летуны п = 38 помоечники п = 48 20 0 0 23 4 14 19 6

для смешанных пар ЗС =12,0; Р< 0,001

Таким образом, источниками фепотипического разнообразия в популяциях синантронных сизых голубей могут быть, во-первых, скрещивания с домашними голубями [Рахилин, 1969]: в стаях синан-тропных птиц довольно часто встречаются особи с некоторыми признаками породных голубей - оперенная цевка, укороченный клюв, окологлазное кольцо без оперения, "кудрявость" оперения и т.д. Иногда в стаях встречаются голуби, фенотипические признаки которых соответствуют чистопородным ( в Новокузнецке это преимущественно "чайки", "бабочки", "почтовые", "дутыши", "бойные").

Во-вторых, подобно тому, как это происходит при доместикации, дикие сизые голуби адаптируются в процессе синантропизации к таким факторам урбанизированной среды, как стрессирующее влияние человека, смягчение микроклиматических условий, увеличение продолжительности светового дня за счет искусственного освещения, изменение спектра кормов для части популяции. Согласно Д.К. Беляеву [1972, 1974, 1979, 1983], у животных существует наследственно детерминированный полиморфизм оборонительного поведения. При этом доместикационный отбор по поведению оказывает влияние на многие жизненноважные свойства особей, в том числе увеличивает проявление окрасочного полиморфизма ( Трут, 1984; Трапезов, 1991; Ланкин, 1996 ).

Поддержанию фепотипического разнообразия окраски синантроп-ных голубей также способствует снижение пресса хищников до минимума.Сельская популяция голубей по окрасочным морфам и трофике значительно однороднее и ближе к диким сизым голубям. Однородность окраски в этом случае обьясняется, на наш взгляд, во-первых, тем, что в сибирских селах практически не содержат домашних голубей, и фактор гибридизации отсутствует; во-вторых, пресс хищников сильнее, чем в городах. В-третьих, климатические условия зимнего периода отличаются большей суровостью и температурными перепадами из-за отсутствия "тепловой подушки", характерной для крупных промышленных центров. Выраженные сезонные колебания численности редких "цветных" морф сизых голубей свидетельствует о их наибольшей чувствительности к этому фактору.

Группа помоечников в сельской популяции отсутствует по нес-

кольким причинам. Во-первых, помоек с пищевыми отходами в деревнях практически не бывает, т.к. отходы скармливают домашним животным; во-вторых, очень близки зерновые поля, и даже физически слабые особи вполне способны до них добираться. В городе появляется новая трофическая ниша, и ее занимают преимущественно черно-чеканные и "цветные" голуби (71%).

Глава 4. АККУМУЛЯЦИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

При анализе аккумуляции тяжелых металлов установили, что городские птицы накапливают достоверно больше ЦИНКА в почках, СЕЛЕНА, РТУТИ и ХРОМА - в рулевых перьях ( табл. 5). Однако два элемента - НИКЕЛЬ И МЕДЬ - в больших количествах накапливаются в почках кузедеевских голубей. Накопление никеля связано с тем, что значительное его количество выбрасывается при сжигании угля. При этом печное отопление в селах не дает такого рассеяния дыма, как выбросы из больших городских труб. Западная Сибирь является дефицитной по меди провинцией, поэтому его содержание в организмах находится на уровнях существенно ниже физиологически необходимой концентрации. В промышленно загрязненном городе усвоению меди могут препятствовать антагонистические отношения этого элемента с другими тяжелыми металлами - цинком, свинцом, кадмием, мышьяком ( Авцын, 1991 ).

Как показал анализ уровня аккумуляции тяжелых металлов у голубей из разных районов ( табл.5), имеются достоверные различия по отдельным металлам. При ранжировании районы по этим показателям выявилена специфика накопления поллютантов в районах с разными отраслями промышленности ( черной, цветной металлургии, транспортной). В целом по сумме накопления тяжелых металлов в печени и рулевых перьях лидируют птицы Кузнецкого района, что совпадает с распределением других поллютантов - окислов азота, углерода, сернистого газа, бензапирена, аммиака, фтористого водорода, формальдегида, твердых веществ - по территории города ( данные СЭС ) .

Наши исследования показали принципиальную важность учета

Таблица 5

Содержание тяжелых металлов Снг/кг сухого веса) в тканях сизых голубей районов Новокузнецка и с.Кузедеево Сп)

Район Почки

Zn РЬ Cd Си Ni Мп

1.Центральный 2. Куйбышевский 3. Кузнецкий 4. с. Кузедеево 126±7 С13) 111*10 (5) 203±2б СЮ) 99+3 С 5)** 5.0+2.8 (13) 5. 3+0.7 (5) 8. 8+1. 1 СЮ) 4. 2+0.9 (5) 2. 1+0.3 (13) 4.6+1.4 (5) 1,8+0.8 СЮ) 2. 6±0.9 С5) 14.7+0.5 (13) 13. 4+0.6 (5) 15. 4+0. 9 (10) 18. 5+1.7 (5)** 1.2+0,3 (13) 1. 5±0. 1 (8) 5.1+1,7 (5)** 22, 7-2, 3 (13) 30.7-9,6 (8) 26. 5-4.1 С 5)

Р = 0. 07* 0. 02* 0,04* 0, 3* 0. 8 « 0, 9 «

Район Рулевые перья

Zn Se Hg Сг Со

1. Центральный 2. Куйбышевский 3. Кузнецкий 4. с. Кузелеево 200+15 С17) 253+13 С 4) 189+12 (11) 0. 60+0,11 (17) 0. 20 С1) 1,1+0,04 С 4) 0,1+0, 01 СЮ) U 0,08+0.009 С18) 0.08 С1) 0.10+0,006 С 8) 0,06+0.06 CID U 5,06+0,7 С 1 73 2.5+1.0 (7) 1,2+0, 3 (10) и 0,64±0,1 (17) 0,09+0, 006 (4) 0,39+0,07 (10)

Р < 0.05» 0,05* 0. 5* 0.038 0,03»

Район Печень

Со Сг -Hg 2п Se Cd РЬ

.1. 2. 3. 4. 0.21+0,06 (15) 0.08+0,007 (8) 0.38+0. 13 (13) 0.23+0,07 (20) 0.75-0.3 С16) 0.66+0.09 С 8) 2. 57^0. 9 СЮ) 0.64-0.07 С 20) 0. 06+0, 007 С15) 0, 11+0.01 С 7) 0, 10+0.01 С13) 0.05+0,005 С 19) 95+7 (15) 80+12 С8) 213+34 С13) 120+8 (19) 0. 89+0,14 (16) 1,0+0,07 С 7) 0,84+0. 13 С 135 0. 19+0.02 С10) 1. 38=0. 5 (4) 0. 51-0. 08 СЗ) 2. 4-0. 7 СЗ) 0. 6^0.1 СЗ)

Р < 0,001* 0, 058 0,001* 0.02* 0.8* о. 05 а 0. 05 .8

Достоверные отличия между районами

. * - по критерию Kruskal-Wallis # - по критерию Mann-Whitney W - достоверные отличия города от села по критерию Mann-Whitney: Р<0.05

принадлежности птиц популяции к той или иной группе. Если окраска и пол не оказывали влияния на накопление тяжелых металлов, то тип литании вносит в него существенный вклад. Такие элементы, как СВИНЕЦ и ЦИНК, летуны аккумулируют меньше помоечников. Другие загрязнители накапливается в их тканях в достоверно большем количестве, в частности, образующие летучие соединения МЫШЬЯК и РТУТЬ, < табл. 6).

При сопоставлении уровня загрязнения сизых голубей разных городов ( рис. 3) было выявлено, что "по накоплению СВИНЦА и КАДМИЯ лидирует Новосибирск, по накоплению ЦИНКА - Кемерово и Новокузнецк. В целом же, содержание тяжелых металлов в тканях голубей не позволяет ранжировать города по степени загрязнения. Так, ранговое сравнение совокупной загрязненности органов голубей показало, что достоверных различий нет ни для почек (Р=0,51; критерий Kruska1-Wa1 lis), ни для печени (Р=0,8б; KruskalWa11 is ).

Таким образом, мониторинг загрязнения городских экосистем тяжелыми металлами с использованием популяций обитающих здесь сизых голубей позволяет выявить особенности загрязнения как на макроуровне ( населенный пункт в целом), так и на микроуровне ( отдельные районы и внутриквартальные территории). Учет принадлежности птиц к той или иной зколого-генетической группе позволяет, с одной стороны, значительно повысить надежность исследований загрязнения и, с другой, дает ключ к пониманию закономерностей комбинирования загрязнений от внутрирайонных и общегородских источников.

Таблица 6

Содержание тяжелых металлов в тканях сизых голубей разных трофических групп (взрослые самцы) новокузнецкой популяции Сиг/кг сухого веса)

Трофическая группа Почки

Аэ N1 РЬ 2п Си Сс1 Мп

Летуны Новокузнецка п Центр, р-на п 1,23±0.78 0,84±0.36 4.7 +1.0 109+4 15.6+0,8 2,75+1,0 25,4+3,6 6 10 12 12 12 12 8 0,84+0,4 3,9+0,7 107+5 15,3+0,9 2,26+1,0 25.4+3.6 10 10 10 10 10 8

Почоечники Новокузнецка п Центр, р-на п 0.00+0.0 1.12+0,13 9,2810.7 212+30 15,8+0,8 3,03+1,0 18,8+2.5 11 22 24 24 24 24 22 1.18+0,38 9,7+0,5 147+13 14.8*0.8 2.26+1,4 11,2+2.1 6 6 6 6 6 6

Собиратели Новокузнецка п 0.00+0,0 - 5.3 +0.8 109+7 12.9+0,7 4.02+1.. 5 11 10 ЛО 10 10

Р< С Новокузн. ) Р< С Центр, р-н) 0.00018 0.73« 0,001» 0.002Н 0. ОЗЙ 0,78« 0,13» 0,30« 0,02* 0.02« 0,4н 0.5* 0.05* й - по критерию Кгизка1-Ыа11 * - Мапп-ЫЬНпеу

%

к

Ш

ряп

Свинец

□ 0

Кадмий Медь Цинк Мышьяк

1

Новосибирск Кемерово Барнаул Новокузнецк Томск Рыбалово Куэедеево Красноярск

Рис.3. Обшее количество и соотношение концентраций тяжелых металлов в почках синантропных сизых голубей

ВЫВОДЫ

1. Фенотипическая гетерогенность синантропных сизых голубей сильнее выражена в крупных промышленных центрах по сравнению с селом. Сельские популяции более однородны по окраске и типу питания. По этим характеристикам они приближаются к популяциям диких сизых голубей.

2. Разнообразие окрасочных морф и трофических типов синантропных голубей поддерживается ассортативностью скрещивания. Пищевые предпочтения голубей определяются типом питания матери и устойчиво сохраняются в онтогенезе.

3. Окрасочная изменчивость синантропных голубей сопряжена с типом питания: среди особен сизой морфы преобладают летуны-зер-нояды, тогда как новую трофическую нишу - питание пищевыми отходами - в большей мере осваивают черно-чеканные и "цветные" особи.

4. Аккумуляция тяжелых металлов в органах сизых голубей Новокузнецка ( центра металлургической и угольной промышленнсти ) по большинству элементов достоверно выше, чем у птиц соседней сельской популяции. Голуби менее развитого индустриально Томска практически, за одним исключением, не отличаются по этим показателям от птиц соседнего с ним с.Рыбалово.

5. Накопление поллютантоп у голубей из разных районов Новокузнецка неодинаково по отдельным металлам. Однако, по всей совокупности тяжелых металлов их содержание выше в районах, которые считаются самыми неблагополучными по загрязнению другими поллютантами, контролируемыми СЭС.

6. По всей совокупности тяжелых металлов степень загрязнения сизых голубей из разных регионов Западной Сибири практически не отличается. Вместе с тем, существуют достоверные различия аккумуляции отдельных элементов, и, в целом, картина загрязненности каждого населенного пункта оказывается специфичной. Содержание меди в тканях голубей разных городов невысоко и маловариабельно, что отражает известную особенность Западно-Сибирской геохимической провинции в дефиците этого элемента.

7. Фенотипическая гетерогенность и демография понулмцин си-

нантропных сизых голубей отражается на уропнях аккумуляции тяжелых металлов :

- взрослые голуби содержат в почках достоверно больше тяжелых металлов, за исключением меди, чем птенцы;

- специфика аккумуляции тяжелых металлов в органах сизых голубей проявляется в наибольшей степени у птиц разных трофических групп. При этом, питающиеся пищевыми отходами в непосредственной близости от мест обитания птицы в большей мере отражают локальное загрязнение от местных источников, тогда как летуны-зернояды сильнее аккумулируют общие для города загрязнители, особенно имеющие летучие формы ( мышьяк).

8. Синантропные сизые голуби, постоянно обитающие в загрязненной среде промышленных центров, как объект мониторинга тяжелых металлов, могут служить достоверным источником информации об уровнях и локальном распределении данных поллютантов. Учитывая фенотипическую гетерогенность популяций вида, необходимо использовать для анализа однородные возрастные и трофические группы птиц.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Ваничева Л.К., Ксенц A.C. Использование синантропных видов высших позвоночных в целях мониторинга загрязнения промышленных центров тяжелыми металлами. // Природа и экономика Кузбасса. - Новокузнецк, 1989. - С. 30-33.

2. Ваничева Л.К., Ксенц A.C. Опыт использования сизых голубей для индикации загрязнения промышленных центров Западной Сибири тяжелыми металлами. // Проблемы экологии человека в Сибири. Тезисы докл. регион, конференции. - Новокузнецк, 1990. - С. 57-59.

3. Ваничева Л.К., Ксенц A.C., Родимцев A.C. О специфике накопления тяжелых металлов в популяциях синантропных птиц. // Материалы X Всесоюз. орнитолог, конференц., 17-20 сентября 1991, Витебск. - Витебск, Минск, 1991. - 4.2. - С. 101-102.

4. Ваничева Л.К. Пылепое загрязнение атмосферы Новокузнецка

и аккумуляция тяжелых металлов. // Здоропье и население Сибири. -Новокузнецк, 1993. - 4.2. - С. 22-23.

5. Ваничева Л.К., Родимцев A.C., Котенков А.Л. Численность и пнутрипопуляционная гетерогенность сизого голубя в Новокузнецке. // Природа и экономика Кузбасса. - Новокузнецк, 1994. - Bun.7. -С. 59-62.

6. Родимцев A.C., Ваничева Л.К. Динамика интерьерных признаков птенцов сизого голубя на юго-востоке Западной Сибири. // Вопросы орнитологии. Тез. докл. к V конференц. орнитол. Сибири. -Варнаул, 1995. - С. 64 - 66.

7. Ваничева Л.К., Мошкин М.П., Ксенц "A.C., Родимцев A.C. Экологические особенности синантропных популяций сизых голубей ( Columba livia Gm.) в промышленных центрах Западной Сибири и их использование в целях биомониторинга. // Сибирский Экологический журнал. - Новосибирск, 6'1996. - С. 585 - 596.

Подписано в печать 14.04.97 г. Формат 60x84/1$ Тираж 100. Заказ 100. Ротапринт НГТУ