Характеристика ландшафтно-биотопической приуроченности кабана (Sus scrofa L., 1758) на Центральном Кавказе (в пределах Кабардино-Балкарской Республики) на основе дистанционной информации

Важной природной особенностью Кавказа является наличие сложной и очень разнородной высотно-поясной структуры равнинных и горных ландшафтов, что проявляется в значительном разнообразии флоры и фауны региона [1]. Одним из неотъемлемых компонентов экосистем, имеющих как биологическое, экосистемное, так и социально-экономическое значение являются копытные. К наиболее обычным и распространенным видам из отряда Artiodactyla на Кавказе в целом, и Центральном Кавказе, в частности, относится кабан ( Sus scrofa L., 1758), занимающий широкий спектр биотопов. Различные аспекты экологии и биологии кабана освещены в целом ряде публикаций [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и др.]. Однако, остаются недостаточно изученными особенности ландшафтно-биото-пической приуроченности кабана на локальных территориях, с учетом разнородных факторов среды, в первую очередь физико-географических. Для решения этих вопросов являются эффективными современные методы исследований с применением спутниковых технологий и математического аппарата.

Целью работы являлась оценка возможности применения различных методов математического анализа с использованием дистанционной информации и полевых данных для характеристики ландшафтно-биотопической приуроченности кабана на Центральном Кавказе.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В последние годы освоена и отрабатывается на различных видах копытных, в частности кабане, одном из основных объектов охоты на Центральном Кавказе, методика оценки качества местообитаний на основе данных дистанционного зондирования Земли с использованием разных методов анализа, разработанная группой под руководством Ю.Г. Пузаченко [12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. В качестве дистанционной информации использованы снимки, полученные со спутников Landsat и радарные снимки SRTM. Различные свойства среды, используемые в дальнейшем для анализа и выделения определяющих факторов, отражаются как в прямых значениях каналов Landsat, так и через их соотношения (индексы) [20, 21, 22].

Исходными данными для анализа являлись материалы зимнего маршрутного учета кабана и данные маршрутных наблюдений в поясе широколиственных лесов в 2007-2008 гг., то есть до масштабного сокращения численности и ареала вида в ходе последующей «депопуляции» в рамках борьбы с распространением вируса африканской чумы свиней (АЧС). В качестве интерполяционной основы использовались три метода, в работе проведен их сравнительный анализ: дискриминантный анализ (ДА), метод нейронных сетей (НС) и метод «максимальной энтропии» (MAXENT). В основу последнего положен принцип максимизации разнообразия (энтропии) по заданным точкам встреч вида и соответствующим им состояниям переменных среды. Воспроизводимое распространение вида соответствует условию его равновесия по отношению к среде.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Проведенный анализ позволил оценить исследуемую территорию, как потенциальную среду обитания кабана, на основании определения вероятности встречи животного в той или иной точке с учетом совокупности признаков среды в конкретном месте, где был зафиксирован след животного, и экстраполяции этих данных. Для удобства восприятия полученные результаты представлены в виде наглядной карты терри- тории, где градация тона отражает различия в качестве территории. Так, на рис. 1 отображена визуализация вероятности встречи кабана на территории Кабардино-Балкарской Республики, полученная методом дискриминантного анализа.

Метод нейронных сетей дает схожую картину, но более «жесткую» (рис. 2), сужая возможные для обитания вида биотопы. Дискриминантный анализ показывает более широкое использование всех лесных участков, в результате чего интерполяция его размещения осуществляется с большей амплитудой.

Рис. 1. Потенциально пригодные биотопы для обитания кабана на Центральном Кавказе (в пределах КБР).

Дискриминантный анализ (более темным тонам соответствует

Рис. 2. Потенциально пригодные биотопы для обитания кабана на Центральном Кавказе (в пределах КБР).

Метод нейронных сетей

(более темным тонам соответствует большая вероятность обнаружения вида)

Метод MAXENT в соответствие с его логикоматематической основой выделяет наиболее оптимальные местообитания и ближе по своим результатам к нейронным сетям (рис. 3).

Каждый из использованных методов позволяет выделить переменные среды, преимущественно определяющие пригодность местообитания для вида. Наиболее оптимальными биотопами считаются те, в которых вероятность обнаружения животных составляет 0,7 и выше. В целом, результаты сходные, и ниже приведены некоторые основные факторы, выявленные с помощью дискриминантного анализа.

Так, наблюдается заметная связь вероятности обнаружения животных с запасом фитомассы территории, (рис. 4) а также влажностью местообитания (рис. 5).

Согласно полученным характеристикам местообитаний, кабан на Центральном Кавказе предпочитает возрастные леса с хорошим запа- сом фитомассы и достаточно высокой влажностью (мезофитные леса). Прослеживается также выраженная зависимость распределения вида на исследованной территории от ряда свойств рельефа. Так, предпочтительными являются среднегорья в пределах 900-2000 м над ур. м. (рис. 6). Животные, судя по полученным результатам, чаще используют склоны восточной экспозиции (рис. 7), причем довольно крутые (до 40°) (рис. 8).

Согласно нашей оценке на основании результатов анализов, пригодными для обитания кабана на Центральном Кавказе в пределах КБР является территория площадью порядка 180-200 тыс. га. Следует отметить, что эти результаты получены преимущественно на основе данных зимних наблюдений, тогда как летом вид может занимать более обширную территорию, в частности субальпийские луга в высокогорьях. Так, нами кабаны и следы их жизнедеятельности были обнаружены в разные годы в весенне-летний

Рис. 3. Вероятность встречи кабана на Центральном Кавказе (в пределах КБР).

Метод MAXENT (более темным тонам соответствует большая вероятность обнаружения вида)

Рис. 4. Связь вероятности наличия кабана с запасом фитомассы (светлым тонам соответствуют наиболее благоприятные биотопы)

Рис. 5. Связь вероятности обнаружения кабана с влажностью (светлым тонам соответствуют наиболее благоприятные биотопы)

Рис. 6. Вероятность наличия кабана в зависимости от высоты над уровнем моря

Рис. 7. Вероятность наличия кабана в зависимости от экспозиции склона

Рис. 8. Вероятность наличия кабана в зависимости крутизны склона период на высотах до 3000 м над ур. м., когда субальпийские луга свободны от снега и кормовая база более богата и разнообразна.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исходя из полученных данных можно заключить, что оценка качества местообитаний вида на основе комплекса данных с использованием дистанционной информации является эффективным и информативным методом, позволяющим выявить ключевые факторы, обуславливающие распространение и благополучие вида, что особо важно для эффективного планирования мероприятий, направленных на рациональное использование ресурсов вида, а при необходимости и восстановления. Для кабана это стало особо актуальным так как вид еще находится в депрессивном состоянии после катастрофического снижения численности и сокращения ареала с 2008 г. в рамках борьбы с распространением вируса африканской чумы свиней (АЧС) [23, 24].