Многолетняя динамика видового разнообразия и численности летнего населения птиц основных местообитаний заповедника «Басеги»
Автор: Наумкин Дмитрий Владимирович, Лоскутова Надежда Михайловна, Леушина Наталья Ринатовна, Шеина Дарья Викторовна
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Наземные экосистемы
Статья в выпуске: 5-1 т.16, 2014 года.
Бесплатный доступ
По результатам многолетних учетов рассматривается динамика численности летнего населения и уровня видового разнообразия птиц различных типов стаций заповедника «Басеги» (Средний Урал). С наибольшим обилием птицы заселяют горные луга, наибольшее число видов зарегистрировано в сообществе птиц коренной горной тайги. Производные леса уступают первичным стациям по этим показателям. Выявлена сходная динамика изменения численности птиц во всех типах местообитаний, но в тайге и лугах эти процессы протекают наиболее различно; однозначной связи с абиотическими факторами среды установить не удалось.
Заповедник "басеги", горная тайга, подгольцовые луга, вырубки, видовое разнообразие, динамика численности, абиотические факторы, коэффициент корреляции
Короткий адрес: https://sciup.org/148203368
IDR: 148203368
Текст научной статьи Многолетняя динамика видового разнообразия и численности летнего населения птиц основных местообитаний заповедника «Басеги»
П роблеме динамики численности птиц посвящено огромное число работ. В классических представлениях Ю. Одума [11] причины этого явления подразделяются на две группы: внешние по отношению к популяциям, и внутренние, связанные с качествами, присущими самим популяциям. Применительно к Уральскому региону обзор литературы на эту тему и оригинальные исследования динамики населения и видового разнообразия птиц по результатам многолетних учетов на территории Ильменского заповедника (Челябинская область) выполнены В.Д. Захаровым [6]. Основной вывод, сделанный им на основании проделанной работы, заключается в том, что «главенствующим фактором, определяющим динамику плотности населения птиц в гнездовой период, является успешность зимовки» [6]. Однозначная связь динамики численности с абиотическими факторами среды им не выявлена. То же самое отмечено при исследованиях связей динамики плотности популяций млекопитающих и птиц Керженского заповедника с комплексом абиотических факторов [5]. Аналогичный результат получили и мы в одной из работ, посвященных динамике численности птиц в заповеднике «Басеги», где подобной корреляции также не выявлено [10]. Однако в этой небольшой работе был проведен анализ данных лишь за одно десятилетие (2000-2009 гг.). В связи с этим в сравнительном плане представляет интерес обработка мно-
голетних орнитологических материалов заповедника «Басеги» (1993-2013 гг.), расположенного на Среднем Урале (Пермский край), выполненная по аналогии с работой В.Д. Захарова [6] для Южного Урала. Подобных аналогичных многолетних материалов по разным регионам в целом не много, поэтому они имеют несомненную самостоятельную ценность [12]; кроме того, и фауна, и население птиц нуждаются в постоянном контроле как важные компоненты биологического разнообразия, особенно на ООПТ [7].
Цель работы – выявление особенностей многолетней динамики численности и видового состава птиц различных типов местообитаний заповедника, и оценка влияния абиотических факторов на эти показатели; в задачи входила математическая обработка многолетних данных, сравнение полученных результатов с опубликованными в литературе.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Заповедник «Басеги» расположен в восточной части Пермского края, в западных отрогах Уральской горной страны. Хребет Басеги вытянут в меридиональном направлении, его высшая точка – гора Средний Басег (994,7 м н.у.м.) – одновременно является высочайшей вершиной низкогорного Среднего Урала. Для заповедной территории характерна выраженная высотная поясность: горная тайга на высотах до 600 м н.у.м.; подгольцовый пояс, включающий горные луга, редколесья и криволесья; горные тундры, приуроченные к наиболее высоким абсолютным отметкам (800 м н.у.м.) хребта Басеги [2]. Заповедник существует с 1982 г. [4], в настоящее время он является старейшим из двух, расположенных в Пермском крае. В 1993 г. произошло расширение заповедной территории до современных значений – 37957 га [1; 3; 9] – за счет присоединения выру- бок с западной, восточной и южной стороны. Это привело к тому, что сегодня примерно треть заповедной территории покрыта производными еловомелколиственными лесами, представляющими собой первую генерацию на месте вырубленной ненарушенной тайги [15]. Таким образом, все многообразие биотопов заповедника можно свести к двум основным типам стаций – открытые (горные луга) и лесные (здесь мы отдельно рассматриваем коренную темнохвойную тайгу и вторичные елово-мелколиственные леса на месте вырубок). Именно в них проводились маршрутные учеты птиц.
Постоянные маршруты по летнему учету птиц по голосам были заложены первым директором заповедника В.Д. Бояршиновым в 1982-1986 гг. В расчеты включены лишь данные, собранные с 1993 г., поскольку предыдущие материалы отличались методически. Птиц учитывали по голосам и визуально, в оптимальных погодных условиях и времени суток (утром), в период с конца мая по середину июля. Общая протяженность пройденных маршрутов в подгольцовых лугах составила 321,8 км, от 8 до 25 км в разные годы, 16 км в среднем за сезон. Общее время учетов – 167,8 часа, или 8,5 часов в среднем за сезон (табл. 1).
Таблица 1. Объем (время и километраж) данных, собранных на учетных маршрутах (1993-2012 гг.)
Тип стаций |
Время (ч) |
Километраж (км) |
Число лет |
||
Всего |
В среднем |
Всего |
В среднем |
||
Подгольцовые луга |
167.8 |
8.5 |
321.8 |
16.1 |
20 |
Горная тайга |
233.5 |
11.7 |
535.6 |
26.8 |
20 |
Производные леса |
96.0 |
6.9 |
250.9 |
17.9 |
14 |
В горной тайге общая протяженность маршрутов составила 535,6 км, от 13 до 52 км за сезон, 26,8 км в среднем. Общее время учетов – 233,5 часов, или 11,7 в среднем за сезон (табл. 1). В производных елово-мелколиственных лесах учеты птиц проводили не столь регулярно (14 сезонов). Общая протяженность маршрутов составила здесь 250,9 км, от 4 до 46 км, в среднем – 17,9 км за сезон. Общее время учетов – 96 часов, или 6,9 в среднем за сезон (табл. 1). Рассматривая пройденный в разных типах стаций километраж, можно отметить, что в среднем он был больше в производных елово-мелколиственных лесах на месте вырубок, чем в горных лугах, поскольку они занимают значительно большую площадь.
Для получения количественных характеристик населения птиц использовали методику Ю.С. Равкина [13]. К доминантам относили виды, составляющие в населении птиц более 10%, фоновыми считали многочисленных (более 10 пар на 1 км2) и обычных (от 1 до 10 пар на 1 км2) птиц [14]. Куриных птиц учитывали на специальных маршрутах, пройденных в тех же стациях, по методике В.А. Кузякина [8]. Для оценки уровня биологического разнообразия использовали индекс Шеннона ( Н' ) и показатель доминирования (индекс «концентрации», С ) Симпсона [6]. Данные по относительной плотности птиц округляли до целых цифр.
Учеты вели научные сотрудники к.б.н. Н.М. Лоскутова, В.М. Курулюк и к.б.н. Д.В. Наумкин. Обработка многолетних данных по зимним учетам птиц, использованных в сравнительном аспекте, выполнена Н.М. Лоскутовой. Математическая обработка результатов выполнена Н.Р. Ле-ушиной и Д.В. Шеиной.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Население птиц основных местообитаний заповедника «Басеги», объединенных в три типа стаций, характеризуется значительной разницей и по числу отмеченных здесь видов, и по их обилию. Динамика видового разнообразия и ежегодной плотности населения представлена на рис. 1 и в табл. 2-4.
Максимальная среднемноголетняя плотность населения птиц среди трех исследованных типов стаций отмечена в горных лугах (табл. 2). Как видно из рис. 1, именно здесь чаще всего (практически ежегодно) отмечали максимальные значения этого показателя. При этом изменения плотности не превышали здесь 2-х кратных, а коэффициент вариации ( Cv ) – самый низкий (31%). Коэффициенты вариации для доминирующих видов составили: дубровник – 72%, камышовая овсянка – 98%, коростель – 57%, луговой чекан – 69%, садовая камышевка – 64%, северная бормо-тушка – 87%, серая славка – 56%, чечевица – 49%.
Наиболее богато видами сообщество птиц коренной горной темнохвойной тайги. Здесь в разные годы в учеты попало от 29 до 51 вида, в среднем – 40 (табл. 3). Размах колебаний плотности населения здесь был намного меньше, чем в производных лесах, но все равно достигал 5-кратных значений, коэффициент вариации при этом был равен 48%. Изменения численности видов, стабильно входящих в группу доминантов, также были весьма значительными. Коэффициент вариации составил: у веснички – 76%, у зеленой пеночки – 58%, зяблика – 72%, садовой камышевки – 72%, теньковки – 58%, садовой славки – 85%, таловки – 62%, юрка – 78%. У некоторых обычных видов, не входящих, однако, в группу доминантов (фоновых), коэффициент вариации составил: у большого пестрого дятла – 77%, гори- хвостки – 85%, зарянки – 92%, лесной завирушки – 77%, снегиря – 82%, чечевицы – 55%.
Таблица 2. Динамика видового разнообразия и плотности населения птиц (особей/км 2 ) в подгольцовых лугах
Год |
1993 |
1994 |
1995 |
1996 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
Число видов |
20 |
27 |
26 |
22 |
39 |
26 |
36 |
28 |
35 |
35 |
27 |
Плотность |
369 |
261 |
240 |
196 |
181 |
212 |
193 |
246 |
169 |
141 |
166 |
Индекс Шеннона |
2,49 |
2,74 |
2,50 |
2,55 |
2,57 |
2,04 |
2,77 |
2,51 |
2,60 |
2,84 |
2,59 |
Индекс Симпсона |
0,102 |
0,078 |
0,101 |
0,094 |
0,118 |
0,177 |
0,091 |
0,105 |
0,112 |
0,075 |
0,098 |
Год |
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
Среднее |
|
Число видов |
32 |
25 |
32 |
25 |
33 |
30 |
32 |
38 |
39 |
30 |
|
Плотность |
268 |
335 |
144 |
166 |
170 |
221 |
284 |
368 |
197 |
226 Cv = 31% |
|
Индекс Шеннона |
2,68 |
2,44 |
2,89 |
2,42 |
2,55 |
2,39 |
2,87 |
2,79 |
2,85 |
||
Индекс Симпсона |
0,093 |
0,126 |
0,074 |
0,134 |
0,104 |
0,153 |
0,079 |
0,106 |
0,081 |
Таблица 3. Динамика видового разнообразия и плотности населения птиц (особей/км 2 ) в горной тайге
Год |
1993 |
1994 |
1995 |
1996 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
Число видов |
38 |
45 |
42 |
43 |
51 |
42 |
43 |
40 |
35 |
36 |
40 |
Плотность |
447 |
345 |
79 |
173 |
183 |
178 |
179 |
189 |
97 |
83 |
133 |
Индекс Шеннона |
3,11 |
3,14 |
3,22 |
3,16 |
3,00 |
2,82 |
3,13 |
2,79 |
2,77 |
2,74 |
3,06 |
Индекс Симпсона |
0,058 |
0,068 |
0,052 |
0,056 |
0,076 |
0,053 |
0,060 |
0,111 |
0,101 |
0,091 |
0,065 |
Год |
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
Среднее |
|
Число видов |
29 |
30 |
39 |
34 |
40 |
41 |
41 |
36 |
49 |
40 |
|
Плотность |
207 |
86 |
298 |
152 |
169 |
223 |
210 |
242 |
136 |
191 Cv = 48% |
|
Индекс Шеннона |
2,92 |
2,80 |
2,96 |
2,92 |
3,02 |
3,09 |
2,976 |
2,855 |
3,116 |
||
Индекс Симпсона |
0,068 |
0,081 |
0,067 |
0,069 |
0,067 |
0,065 |
0,073 |
0,082 |
0,061 |
Таблица 4. Динамика видового разнообразия и плотности населения птиц (особей/км 2 ) в производных елово-мелколиственных лесах (зарастающие вырубки)

-^-Темнохвойная тайга ->-Горные луга ^-Вырубки
Рис. 1 . Динамика плотности населения птиц в различных типах местообитаний заповедника

Рис. 2. Динамика обилия оседлых и кочующих видов птиц в заповеднике «Басеги» в зимний и гнездовой периоды
Вариации плотности у отдельных видов еще более значительны. Так, у практически ежегодно доминирующих здесь зеленой пеночки и зяблика они оказались 92% и 80% соответственно. У большинства фоновых видов более низкие: у белобровика - 73%, горихвостки - 72%, обыкновенной кукушки - 95%, славки-мельничка - 67%, снегиря - 65%, таловки - 56%, теньковки - 77%.
График динамики плотности населения птиц по обобщенным данным для трех типов местообитаний (рис. 1) указывает на тенденцию к сопряженным изменениям в их численности. Коэффициенты корреляции ( r ), полученные при сравнении этих динамических процессов, положительны, статистически достоверны и очень близки для парных сравнений «темнохвойная тайга -производные леса» ( r =0,783) и «горные луга -производные леса» ( r =0,715). Среди семи видов-доминантов, выявленных на основании среднемноголетней численности, для коренной тайги и производных лесов общими являются 4: зеленая пеночка, зяблик, пухляк (буроголовая гаичка) и весничка. Общим доминантом в населении птиц горных лугов и бывших вырубок стала серая славка, очень близка численность в этих местообитаниях и у садовой славки. Невысок и статистически недостоверен коэффициент корреляции, полученный при сравнении «темнохвойная тайга - горные луга» ( r =0,445). Состав доминантов здесь кардинально различен.
Выяснение особенностей динамики обилия птиц в заповеднике не ограничивается лишь гнездовым сезоном. В зимнее время в лесных биото- пах (горная тайга и производные леса) отмечено пребывание 40 видов условно оседлых и кочующих птиц, которые не покидают зимой Уральский регион.
Как показали исследования в Ильменском заповеднике [6], динамика обилия таких видов, не относящихся к дальним мигрантам, на протяжении года (в зимний и гнездовой периоды) носит синхронный характер. Обработав аналогичным образом наш материал, мы получили следующие данные (рис. 2).
Поскольку в зимний период распределение птиц по территории носит крайне неравномерный и очень мобильный характер, для большей наглядности мы объединили данные по плотности населения оседлых и кочующих видов в горной тайге и производных лесах на месте вырубок, рассчитав, соответственно, их усредненную численность на условный км2 лесной территории заповедника как в зимний, так и в гнездовой периоды. Как видно на графике, изменение их обилия в разные сезоны года имеет явно сопряженный характер, что подчеркивает и высокий уровень корреляции (r=0,687). В отличие от региона Южного Урала, где располагается Ильменский заповедник, зимнее население птиц в «Басегах» формируется в результате абсолютно преобладающих процессов откочевки, поскольку зимние показатели плотности почти всегда были ниже (и значительно), чем в гнездовое время. Противоположная картина, выявленная для Южного Урала, свидетельствует о масштабных целенаправленных пе- ремещениях кочующих птиц в пределах всего Уральского региона.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, весьма вероятно предположение, что в основе сопряженной динамики численности птиц, гнездящихся в различных типах местообитаний, а также постоянно обитающих в заповеднике в разные сезоны года, лежат одни и те же причины. Логично предположить, что из абиотических факторов это в первую очередь температура воздуха и количество осадков. Мы попробовали сравнить динамику плотности населения птиц в гнездовой период с температурными показателями и количеством выпавших осадков в мае-июне предшествующего года, а также сравнить обилие оседлых зимующих птиц с абиотическими факторами зимнего периода [9]. Однако достоверной и однозначной корреляции между ними выявить не удалось. Подобные разнонаправленные и слабые корреляционные связи говорят о том, что разные виды птиц по-разному реагируют на одни и те же факторы среды (многие из которых действуют опосредованно), что свидетельствует о их высокой лабильности и адаптационных возможностях. Об этом же говорят высокие и относительно стабильные индексы видового разнообразия, характеризующие сообщества птиц первичных стаций заповедника (горной тайги и подгольцовых лугов) на протяжении последних 20 лет.
Список литературы Многолетняя динамика видового разнообразия и численности летнего населения птиц основных местообитаний заповедника «Басеги»
- Баландин С.В. Границы заповедника «Басеги» (Средний Урал) с позиции флористики/С.В. Баландин//Охраняемые природные территории Урала и прилегающих районов. Свердловск, 1989. С. 41-42.
- Баландин С.В., Ладыгин И.В. Флора и растительность хребта Басеги. Пермь: изд. Богатырев П.Г., 2002. 191 с.
- Воронов Г.А. Научная деятельность кафедры биогеоценологии и охраны природы//Пермский университет. Юбилейная научная сессия. Пермь, 1991. С. 121-123.
- Воронов Г.А. К истории организации заповедника «Басеги» (вместо предисловия)//Тр. ГПЗ «Басеги». Вып. 2: Природа Басег: 30 лет охраны и научных исследований. Пермь: изд. Богатырев П.Г., 2012. С. 5-10.
- Гелашвили Д.Б., Иванова И.О. Связь биоразнообразия заповедника «Керженский» с погодными условиями 1993-2006 гг.//Тр. ГПЗ «Керженский». Т. 3. Нижний Новгород, 2006. С. 58-75.
- Захаров В.Д. Биоразнообразие населения птиц наземных местообитаний Южного Урала. Миасс: ИГЗ УрО РАН, 1998. 158 с.
- Коровин В.А. Структура населения птиц лесных и пойменных местообитаний национального парка «Припышменские боры»//Современное состояние и перспективы развития ООПТ Урала. Екатеринбург: ООО «УИПЦ», 2011. С. 144-148.
- Кузякин В.А. Методические указания по осеннему маршрутному учету численности боровой и полевой дичи. М.: ЦНИЛ, 1980. 19 с.
- Лоскутова Н.М. Экологический мониторинг в государственном природном заповеднике «Басеги»//Координация экомониторинга в ООПТ Урала. Екатеринбург, 2000. С. 14-37.
- Наумкин Д.В., Лоскутова Н.М. О численности птиц в некоторых биотопах заповедника «Басеги»//Орнитология в Северной Евразии: Мат. XIII Междунар. орнитол. конф. Северной Евразии. Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2010. С. 232-233.
- Одум Ю. Экология. М.: Мир, 1986. Т. 2. 376 с.
- Рябицев В.К. Территориальные отношения и динамика сообществ птиц в Субарктике. Екатеринбург: Наука, 1993. С. 233-252.
- Равкин Ю.С. К методике учета птиц лесных ландшафтов//Природа очагов клещевого энцефалита на Алтае. Новосибирск: Наука,1967. С. 66-75.
- Равкин Ю.С. Пространственная организация населения птиц лесной зоны (Западная и Средняя Сибирь). Новосибирск: Наука, 1984. 263 с.
- Ярошенко А.Ю., Морозов А.С., Агафонова А.А., Захарова Н.В., Кольцов Д.Б., Лоскутова Ю.А., Пахорукова К.А., Фадюкова О.Е. Леса заповедника «Басеги»: естественная структурно-динамическая организация и ее изменение в результате рубок последнего столетия. М.: Диалог-МГУ, 1998. 49 с.