Динамика численности животных как важный объект экологического мониторинга

В современных экологических исследованиях популяционный уровень занимает особое место в системе организации живого вещества. С одной стороны, популяция является элементарной единицей биоценотических взаимодействий, а с другой – элементарной единицей эволюционного процесса (Реймов, 1987). Как известно, динамика численности животных представляет собой одну из сложнейших проблем современной экологической науки. Эта проблема имеет огромное теоретическое и прикладное значение, так как от ее решения зависит познание многих важнейших сторон эволюционного процесса и разработка мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов и сохранения биоразнообразия.

Термин "мониторинг" появился перед проведением Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде (Стокгольм, 5-6 июня 1972 г.). Под экологическим мониторингом принято понимать систему повторных наблюдений одного и более элементов окружающей природной среды в пространстве и во времени с определенными целями в соответствии с заранее подготовленной программой (Mann, 1973). Таким образом, изучение динамики численности животных само по себе, уже по определению, является мониторингом. Однако, принимая как аксиому тот факт, что динамика численности наряду с популяционными механизмами саморегуляции зависит от условий окружающей среды, мы можем рассматривать особенности ее в качестве критерия оценки этой среды, подверженной трансформациям под действием естественных или антропогенных факторов. В этом смысле динамика численности животных является важным объектом экологического мониторинга не только в прикладном (для охотоведения, сельского хозяйства и т. д.), но и в теоретическом плане.

Популяционная организация – основная форма существования всех млекопитающих, полно отражающая реакцию приспособительного реагирования на изменение среды обитания и выявляющая региональные особенности внутривидовой изменчивости.

Мелкие млекопитающие являются особой жизненной формой и характеризуются большой чувствительностью к внешним воздействиям. Низкую индивидуальную стойкость и повышенную, в связи с этим, смертность от различных экологических факторов они вынуждены компенсировать интенсификацией размножения, адаптивной гибкостью и увеличением групповой стойкости (Большаков, 1985).

Оценка наиболее важных биологических закономерностей, характерных для той или иной популяции позволит дать объективный анализ степени воздействия на популяцию факторов окружающей среды с целью разработки методов ранней диагностики и выявлению наиболее информативных показателей состояния природных комплексов в зависимости от текущего и ожидаемого экологического риска.

Организация мониторинга окружающей среды - как построение комплексных пространственно-временных рядов трансформации различных биогеоценозов под действием естественных и антропогенных факторов на основе системы наблюдений, оценки и прогноза состояния природной среды, продолжает оставаться на достаточно низком уровне (Гашев, 2000). Причина этого кроется в отсутствии единого методологического подхода и комплексного осуществления программ мониторинга отдельных сред, факторов влияния и компонентов биоты. Следствием чего является непонимание причинно-следственных связей наблюдаемых явлений.

Изменение среды, прежде всего, воздействует на численность популяции, вызывая изменение в ее структуре. Поэтому одним из наиболее важных условий в выявлении регулированных механизмов, причин пуска и характера их работы является изучение взаимосвязей между структурой популяции и динамикой численности животных (Ивантер и др., 1985).

Под регуляцией численности понимается способность популяции к самовосстановлению численности до своей обычной величины (то есть до величины, определяемой условиями и ресурсами ее экологической ниши). Эта способность обеспечивается системой механизмов, которые как бы автоматически срабатывают, когда плотность популяции достигает или слишком высоких, или слишком низких значений. Регуляторные механизмы могут иметь характер поведенческих, демографических, физиологических реакций организмов на изменение их плотности. Известны случаи, когда в условиях перенаселения у ряда млекопитающих происходят резкие изменения физиологического состояния. Такие изменения прежде всего затрагивают органы нейроэндокринной системы, сказываясь на поведении животных, изменяя их устойчивость к заболеваниям и другим видам стресса. Иногда это приводит к повышенной смертности особей и, как следствие, — к снижению плотности популяции. Повышение смертности и снижение рождаемости под влиянием высокой плотности наблюдается в популяциях многих животных и растений. Все эти реакции объединяет то, что сигнал к их срабатыванию дает сама популяция, точнее — ее плотность.

Взаимодействия между популяциями никогда не бывают односторонними, например, популяция хищника не только влияет на популяцию жертвы, но и сама испытывает ее влияние. В конечном виде это приводит к тому, что какая-либо популяция, влияя на другую популяцию, как бы влияет и на саму себя, регулируя тем самым изменения своей численности. По мнению некоторых ученых, один из важнейших факторов регуляции численности – плотность популяции. В процессах популяционного гомеостаза, обеспечивающего поддержание относительной адаптивной устойчивости системы в меняющихся условиях среды, у млекопитающих решающая роль принадлежит изменениям плотности популяции и динамики ее половой и возрастной структуры (Ивантер и др., 1985).

В природе совместно уживаются только те конкурирующие виды, которые сумели хотя бы немного разойтись в экологических требованиях. Так, в африканских саваннах копытные используют пастбищные корма по-разному: зебры обрывают верхушки трав, антилопы гну поедают растения определенных видов, газели выщипывают только нижние травы, а антилопы топи кормятся высокими стеблями. Конкурентные отношения как экологический фактор играют чрезвычайно важную роль в формировании видового состава и регуляции численности видов в сообществе. Ясно, что суровая конкуренция может обнаруживаться только между видами, занимающими сходные экологические ниши. Как правило, это родственные виды. Известно, что организмы, ведущие сходный образ жизни, обладающие сходным строением, обитают в разных местах, а если и живут рядом, то используют разные ресурсы и активны в разное время. Их экологические ниши как бы расходятся во времени или в пространстве.

Роль конкуренции в разделении местообитаний можно проиллюстрировать простой схемой. При наличии конкуренции с близкородственными или экологически сходными видами зона местообитания сокращается до оптимальных границ. То есть вид распространяется в наиболее благоприятных для него зонах, где он обладает преимуществами по сравнению со своими конкурентами. Если же межвидовая конкуренция выражена слабо, то под влиянием внутривидовой конкуренции популяции данного вида расширяют границы своего местообитания.

Таким образом, межвидовая конкуренция может играть важную роль в формировании облика природного сообщества. Порождая и закрепляя разнообразие организмов, она способствует повышению устойчивости сообществ, более эффективному использованию имеющихся ресурсов.