Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Физико-географическая характеристика района исследования 8
1.1. Климатические условия 9
1.2. Гидрографические условия 16
1.3. Геологическое строение и рельеф 19
1.4. Почвенно-геоботаническая характеристика 25
1.4.1. Почвы 25
1.4.2. Растительность 28
1.5. Животный мир 31
Глава 2. История изучения хищных птиц в Северо-Западном Прикаспии 36
Глава 3. Объекты и методика исследований 42
3.1. Полевые методы 42
3.2. Статистические методы 47
Глава 4. Ландшафтно-экологическая характеристика районов как среды обитания хищных птиц 52
4.1. Ландшафтная типология мест обитаний соколообразных 52
4.2. Характеристика Ергенинской возвышенности 54
4.2.1. Гнездовые биотопы Ергенинской возвышенности 58
4.2.2. Описание ключевого участка «Ергенинский» 63
4.3. Характеристика Черных земель 69
4.3.1. Гнездовые биотопы Черных земель 71
4.3.2. Описание ключевого участка «Черноземельский» 74
Глава 5. Эколого-фаунистическая характеристика популяции и биотопическое распределение видов 80
5.1. Видовой обзор фауны соколообразных Ергенинской возвышенности и Черных земель 80
5.2. Сравнительная характеристика фаун хищных птиц ландшафтно-экологических районов 94
5.3. Экологическая характеристика и биоценотическая структура популяции 99
5.4. Биотопические связи и кормовые стации 108
5.5. Фенология и трофические отношения 114
Глава 6. Антропогенная трансформация ландшафтов и ее влияние на структуру популяций соколообразных 121
6.1. Виды хозяйственной деятельности и их влияние на фауну хищных птиц 121
6.2. Проблемы защиты хищных птиц от поражения электрическим aтоком 133
Заключение 138
Выводы 144
Список литературы 146
Введение к работе
Отличительной чертой конца XX - начала XXI века стало катастрофическое уменьшение разнообразия растительного и животного мира на планете, отмечаемое исследователями. В основу современной экологии закладывается изучение актуальной картины живой природы, познание особенностей распределения организмов и их сообществ по градиентам абиотической среды [43]. Ключевым понятием в экологической науке становится «биоразнообразие», а центральной проблемой теории -закономерности формирования биоразнообразия и роль в нем экологических факторов [113].
Актуальность. В течение длительного времени человечество, нарушало естественный ход развития экосистем. Однако прогнозирование экологических последствий такой деятельности сопряжено с большими трудностями, вследствие слабой разработки теоретической базы экологической науки и высокой степенью неопределенности причинно-следственных связей в природе [68,92]. Для построения любой теоретической модели развития экосистем необходим огромный эмпирический материал, получаемый в результате многолетних исследований. В таких условиях возрастает актуальность региональных исследований эколого-фаунистического направления, которые призваны пополнить базы данных для регулирования и охраны природных комплексов.
С начала активного хозяйственного освоения Северо-Западного Прикаспия (1950-е гг.) в ландшафтном комплексе пустынь и полупустынь произошли заметные качественные и количественные изменения. Это вызвало перестройку в структуре фаунистического комплекса, исчезновению одних видов животных и появлению новых. При этом первыми в биогеоценозах исчезают крупные хищники и виды, имеющие узкую пищевую специализацию. Птицы из отряда соколообразных, замыкающие многие пищевые цепи, могут служить своеобразным индикатором состояния экосистем, потому, что любые нарушения в природной среде опосредованно отражаются на фауне хищников.
5 Таким образом, изучая состав и распределение различных видов хищных птиц в пространстве, предъявляющие специализированные требования к среде обитания, можно судить о благополучии и сбалансированности процессов в локальных и региональных экосистемах [152].
Цели и задачи исследования. Основная цель исследования изучение экологических характеристик фауны хищных птиц, выявление региональных географических особенностей, обуславливающие пространственную и биоценотическую структуру популяций соколообразных полупустынных районов Калмыкии.
В ходе выполнения исследования ставились следующие задачи:
Инвентаризация фауны хищных птиц ландшафтно-экологических районов (ЛЭР).
Выявление региональных особенностей ландшафтно-экологических условий местообитаний хищных птиц.
Сравнительная оценка фаунистического состава, обилия и особенностей пространственного распределения пернатых хищников двух ландшафтно-экологических районов.
Изучение характера и степени влияния антропогенных факторов на фауну хищных птиц районов, для разработки мероприятий по их охране и восстановлению численности.
Научная новизна. Установлен полный видовой список хищных птиц, обитающих в республике. Уточнен статус некоторых видов, характер пребывания которых ранее не был известен. Выявлены зональные особенности гнездовой фауны соколообразных Калмыкии и определены тенденции изменения фауны хищных птиц в зависимости от антропогенных преобразований ландшафта. Обнаружены ранее неизвестные места гнездования редких соколообразных.
Практическая значимость результатов. Результаты исследования вносят вклад в изучение закономерностей адаптации птиц к условиям среды, в частности - антропогенной модификации ландшафтов. Полученные результаты
б могут быть использованы для разработки мероприятий по сохранению и увеличению биоразнообразия региона, управлению биосферным процессами, планированию хозяйственной деятельности на данной территории [ 129,130,131]. Теоретические выводы могут быть положены в основу разработки стратегии экономически сбалансированного и экологически безопасного освоения природных ресурсов аридных территорий. Кроме этого, состояние популяций хищных птиц в природе, может служить индикатором экологического благополучия природно-территориальных комплексов [152,153].
Теоретические положения работы, выводы и рекомендации, полученные в ходе исследований, могут быть использованы и в других регионах с аналогичными ландшафтными условиями. Новые сведения о жизни птиц и их распространении пополнят базы данных по мировой фауне птиц.
Объекты исследования. В качестве объектов исследования выбраны популяции хищных птиц из отряда соколообразных и локальные экосистемы (ландшафтные комплексы и урочища).
Предмет исследования. Пространственная и биоценотическая структура популяций хищных птиц и ее взаимосвязь с ландшафтными факторами, на примере полупустынь и пустынь Калмыкии.
На защиту выносятся следующие положения:
Таксономический состав соколообразных, обитающих в ландшафтных районах Северо-Западного Прикаспия. Характер их пространственно-временных связей с территорией обитания.
Сравнительная характеристика популяций хищных птиц двух ландшафтно-экологических районов.
Географическая приуроченность видов соколообразных к ландшафтным условиям районов обитания.
Основные лимитирующие факторы, влияющие на состав, распределение и образ жизни хищных птиц аридных районов Калмыкии.
Апробация работы. Материалы диссертации и основные положения докладывались и обсуждались на ряде отечественных и международных конференций и совещаний: Научно-практической конференции «Профилактика особо опасных инфекций в Северо-Западном Прикаспии» (Элиста, 1997), Международной научно-практической конференции «Биосфера и человек» (Майкоп, 2001), Международном симпозиуме «Степи Северной Евразии» (Оренбург, 2003), П-й Международной научно-практической конференции «Человек и животные» (Астрахань, 2004), Международной конференции «Заповедное дело: проблемы охраны и экологической реставрации степных экосистем» (Оренбург, 2004), Итоговом рабочем совещании по проекту РОЛЛ «Комплексная оптимизация условий обитания хищных птиц в Калмыкии» (Элиста, 2004).
По результатам исследования опубликовано 13 работ.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 6 глав, заключения и выводов. Содержит 26 таблиц, 6 диаграмм и 11 рисунков. Общий объем диссертации 155 страниц машинописного текста, из них 145 страниц основного текста. Список литературы включает 164 наименования, из них 17 на иностранном языке.
Благодарности. Появление данной работы невозможно было бьт без участия и содействия ряда лиц. Поэтому автор выражает глубокую благодарность научному руководителю, доктору географических наук, профессору Галине Эрднеевне Настиновой, заведующему кафедры зоологии КГУ, кандидату биологических наук Владимиру Григорьевичу Позняку, а также всем, чьи советы и наставления помогли в выполнении работы.
Климатические условия
Республика Калмыкия, как и смежные с ней области юго-востока европейской части России, находится под преимущественным влиянием азиатского антициклона (Рис. 1.1.1). Наиболее отчетливо оно сказывается в холодную половину года, когда территория республики оказывается на юго-западной периферии упомянутого антициклона. Такое расположение последнего обусловливает большую повторяемость в республике ветров восточных румбов, иногда сильных, со скоростью 15 - 20 м/сек и более. Зимой эти ветры вызывают очень холодную, а весной теплую и даже засушливую погоду, изредка с песчаными бурями. В редкие годы в холодное время непосредственно через Калмыкию, или вблизи ее проходят с запада на восток глубокие (штормовые) циклоны, которые вызывают здесь обильные снегопады и сильные метели. Они обычно заканчиваются вторжением масс очень холодного (арктического) воздуха с северных районов страны [2].
Значительные, а тем более сильные осадки здесь бывают редко. Выпадают они, главным образом, в случаях выхода так называемых южнокаспийских или средиземноморских циклонов, а также в результате внутримассовых конвективных процессов в летние месяцы.
В летние месяцы над территорией республики часто устанавливается малоградиентное (размытое) барическое поле со слабой местной циркуляцией сильно прогретых, сухих воздушных масс. Иногда такое положение нарушается прохождением барических ложбин от циклонов, перемещающихся по средним широтам. Тогда вместо восточных или неустойчивых ветров устанавливаются западные, более влажные. Они вызывают спад жары, небольшие грозовые дожди.
Калмыкия - засушливый район. Летом и зимой здесь выпадает незначительное количество осадков, что объясняется не столько удаленностью района от океана, сколько сравнительно редким проникновением циклонов. Территория Калмыкии, благодаря своему южному положению, получает много тепла. Продолжительность солнечного сияния здесь составляет 2180 - 2250 часов за год. Количество суммарной солнечной радиации, поступающее на данную территорию, колеблется от 115 ккал/см на севере и западе, до 120 ккал/см в центральных и юго-восточных районах [2].
Поверхность более или менее однообразна, существенных различий в рельефе местности нет. Ергенинская возвышенность не создает особых различий в климате. Отсутствие больших водоемов на территории республики способствует увеличению сухости воздуха. Каспийское море несколько смягчает климат побережья, но влияние его распространяется только на 30 - 40 км от берега.
Основной особенностью климата республики является его резкая континентальность - лето жаркое и очень сухое, зима малоснежная, иногда с большими морозами. Континентальность возрастает с запада на восток.
Температура воздуха имеет резко выраженный годовой ход. Годовая амплитуда экстремальных температур воздуха составляет 80 - 90. Тепловые ресурсы республики велики. Сумма температур воздуха выше 10 увеличивается с северо-запада на юго-восток и составляет по территории 3400 -3600. Продолжительность теплого периода (периода с температурой воздуха выше 0) составляет 240 - 275 дней. Безморозный период длится 170-185, на побережье Каспия - до 200 дней.
Относительная влажность воздуха имеет ярко выраженный годовой ход. Наименьшие ее значения отмечаются в июле - порядка 45-50%, минимальные в отдельные дни могут быть 20% и ниже. Годовое количество осадков колеблется от 210 до 340 мм. Малое количество осадков в сочетании с высокими температурами обусловливает сухость воздуха и повторяемость засух и суховеев [2].
История изучения хищных птиц в Северо-Западном Прикаспии
Зоологические исследования территории Северо-Западного Прикаспия имеют давнюю историю. Но до настоящего времени хищные птицы как отдельный объект никем не изучались. Исследование этой группы проводилось факультативно, по мере попадания этих объектов в поле зрения исследователей. Лишь в последнее время появился ряд работ посвященных экологии и систематике отдельных видов соколообразных.
Северо-Западный Прикаспий издавна привлекал внимание зоологов и натуралистов, многие из которых оставили прекрасное научное наследие, не утратившее своей ценности до наших дней.
Впервые описание фауны Северо-Западного Прикаспия привел Петр Симон Паллас (1772 - 1773), совершивший путешествие по южным районам России. Его фундаментальный труд «Zoographia Rosso-Asiatica» был издан в 1811 г. В нем Паллас проводит описание флоры и фауны огромной территории России, включая степи Причерноморья, полупустыни Нижней Волги, Урал, Сибирь и Дальний Восток. Им открыты многие виды растений и животных ранее не известных науке. До появления в 1895 г. «Птиц России» М.А. Мензбира, эта книга была основным руководством для орнитологов.
Описание птиц Северо-Западного Прикаспия П.С. Паллас изложил в книге «Путешествия по разным провинциям Российского государства», изданной в 1788 г. в Санкт-Петербурге [117].
П.С. Паллас, останавливаясь в районе Сарпинских озер осенью, зимой и весной 1773-1774 гг. провел геоботаническое и орнитологическое описание этих мест. В начале сентября он наблюдал отлет многочисленных стай птиц. Часть птиц, при умеренной погоде, задерживалась на продолжительное время. Весенний прилет птиц П.С. Паллас отмечал в январе. В частности, им наблюдался пролет многочисленных стай черного коршуна (Milvus migrans). С целью сбора лекарственных трав по этому краю в 1849-1852 гг., путешествовал A. Bekker - который в своей работе привел «голый» список птиц из 170 видов. В этот список вошли ныне редкие у нас виды: осоед (Pernis apivorus), беркут (Aquila chrysaetos), могильник (Aquila heliaca), большой подорлик (Aquila clanga), луговой лунь (Circus pygargus), зимняк (Buteo lagopus), сапсан (Faico peregrinus) и еще 10 видов соколиных. Из приведенного списка не ясно, где, когда и в какие сезоны они добывались, либо наблюдались, и только ли самим автором [117].
В.Е. Яковлев (1873), обобщая орнитологические материалы по Нижней Волге, писал, что списки птиц А. Беккера далеко неполные и не отличаются точностью в определении, так что пользоваться ими можно с осторожностью. К имеющемуся списку В.Е. Яковлев добавил птиц, обитающих на возвышенностях Ергеней: змееяда (Circaelus gallicus) и белоголового сипа (Gypsfulvus).
Следует отметить, что исследователи прошлого были натуралистами-естествоиспытателями, которые изучали не только флору и фауну. Они также были географами, геоморфологами, геологами, этнографами и прочими специалистами. Такими были С.Г. Гмелин, К.М. Бэр, изучавшие природу Северо-Западного Прикаспия [51].
Начиная с XVIII века, территорию междуречья Волги и Дона стали исследовать натуралисты-зоологи. Среди них следует отметить таких ученых, как Н. Арцыбашев (1858), Э.А. Эверсманн (1866), М.А. Богданов (1871), В.Е. Яковлев (1873), К. Генке (1882), П.П. Сушкин (1908), В.Н. Бостанжогло (1911), Е.И. Орлов, Б.К. Фенюк (1927,1928), К.А. Воробьев (1936) [29,117].
Более детально изучил орнитофауну этого края наш соотечественник Н. Арцыбашев, который в марте, апреле и августе 1858 г. посетил водоемы Сарпинской системы, древнего русла р. Волги. В своей работе, основанной на большом фактическом материале, Н. Арцыбашев описал 14 видов соколообразных. Автор использовал также результаты A. Bekker и материалы препаратора из Сарепты - В.И. Рикбайля. Орлан-белохвост (Haliaeetus albicilld) и мохноногий канюк (Buteo hemilasius)отмечались им лишь ранней весной, но в тексте приводятся как зимующие. Вероятно, автор использовал данные В. Рикбайля, так как его исследования датированы лишь весенне-летним сезоном 1858 г.
Большое значение для развития зоогеографии имела деятельность академика М. А. Мензбира. Сам он не был в калмыцких степях, но обобщение огромного материала, в том числе по Северо-Западному ТТрикаспию, позволило ему подготовить фаунистические сводки, «Птицы России» (1895) и «Орнитологическая география Европейской России» (1882). Как знаток хищных птиц, он занимался охотничьими птицами и опубликовал специальную монографию по соколам.
Новый этап в изучении птиц Северо-западного Прикаспия, который продолжается и сейчас, начался с 20-х годов XX века. В это время происходит интенсификация всех зоологических исследований в стране, в том числе и в Северо-западном Прикаспии. В 1927 г, выходят «Материалы к познанию фауны Нижнего Поволжья» вып. 1, В этом выпуске Е.И. Орлов и Б.К. Фенюк опубликовали статью «Материалы к познанию фауны наземных позвоночных животных приморской полосы Калмыцкой области». На основании своих полевых исследований в мае, июле, августе 1926 г. авторы приводят сведения о 109 видах птиц, в число которых включены 19 видов соколообразных. Обычными видами указываются осоед {Pernis apivorus), степной орел (Aquila nipalensis), луговой лунь (Circus pygargus), степная пустельга (Falco naumanni). Редкими: сарыч (Buteo buteo), балобан (Falco cherrug). Отмечается присутствие змееяда (Circaetus gallicus), скопы (Pandion haliaetus), орлан а-белохвоста (Haliaeetus albicilla). К гнездящимся видам отнесены большой подорлик (Aquila clanga) и балобан (Falco cherrug), которые в настоящее время здесь не гнездятся,
Полевые методы
Материалом для данной работы послужили результаты полевых зоологических исследование проведенных на Ергенинской возвышенности и Черных землях в период с февраля 1993 г. по май 2004 г.
Объектами исследований выбраны популяции сокол о образных и отдельные гнездовые территории. Первые сведения были получены в ходе ежегодных полевых эп изо отологических исследований на энзоотичпых по чуме территориях в природных очагах чумы. Работы проводились в составе противочумных отрядов Элистинской противочумной станции в Прикаспийском северо-западном очаге чумы на Ергенинской возвышенности и в Прикаспийском песчаном очаге на Черных землях. Основная цель эпизоотологического обследования территорий заключалась в получении сведений о состоянии популяций носителей и переносчиков чумного микроба (Yersinia pestis). Помимо этого проводились работы по учету численности и изучения характера пространственного размещения хищных птиц, как естественных регуляторов численности грызунов и своеобразных биологических тупиков распространения инфекции.
В ходе пополнения эмпирического материала, полученные сведения были обобщены и систематизированы, и в дальнейшем разработана стратегия и тактика исследования направленная на исследование неизученных вопросов жизни хищных птиц. Основные исследования были направлены на выявление видового состава, географического распространения и определения факторов внешней среды влияющих на жизнедеятельность хищных птиц. Этим и определялся набор методов применяемых в ходе работы.
Для выяснения видового состава и относительной численности видов, проводились наблюдения и учеты на пеших и автомобильных маршрутах по стандартным методикам [46,100].
При определении характера пребывания вида на той или иной территории использована методика, предложенная для составления Атласа европейских птиц [163]. Для определения относительной численности гнездящихся видов в местах предполагаемого гнездования закладывались линейные трансекты [63], впоследствии полученные данные экстраполировались на всю гнездо пригодную территорию. Для выявления характера географического распространения, определения ландшафтных факторов влияющих на пространственную структуру и выяснения других черт экологии хищников, в ландшафтно-географических районах были заложены два ключевых участка площадью по 160 км каждый. Ключевые участки были подобраны с таким расчетом, чтобы на каждом из них присутствовал весь набор биотопов характерных для района. Кроме того, учитывалась орнитологическая значимость территории, то есть, имеются ли на данном участке гнездящиеся пары. Каждый ключевой участок, где проводились стационарные наблюдения, описывался по установленному плану.
План описания ключевых участков
1. Месторасположения и площадь участка.
2. Рельеф.
3. Гидрография.
4. Геоморфологическое строение.
5. Почвы.
6. Растительность.
7. Животный мир.
8. Постоянное и временное население.
9. Характер использования земель.
10.Виды хищных птиц. Пространственное распределение.
На ключевых участках проводился весь комплекс полевых исследований, в том числе наблюдения за метеорологическими условиями, изучение почвенного и растительного покрова, учет численности позвоночных животных [73,96]. Кроме того, обязательно проводился мониторинг хозяйственной деятельности человека.
Ключевой участок «Ергенинский» основан на месте Ергенинского пункта долговременного наблюдения (ПДН) Элистинской противочумной станции, на котором проводился эколого-эпидемиологический мониторинг территории, где в прошлом отмечались разлитые эпизоотии чумы на малых сусликах.
Ключевой участок «Черноземельский» расположен в районе п. Адык на котором также в прошлом отмечались локальные проявления чумной эпизоотии на мелких песчанках, с вовлечением в эпизоотииныи процесс малых сусликов и синантропных грызунов [58].
