Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
( I. ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ
МОНИТОРИНГА И
П. МЕТОДОЛОГИЯ КОМПЛЕКСНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА 14
ИЛ.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 14
И.2.0БЪЕКТЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ И
КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ 18
И.ЗЛЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ НАБЛЮДЕНИЙ 20
И.4.ПРИНЦИПЫ ОТБОРА КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ СРЕДЫ В
СИСТЕМЕ РЕГИОНАЛЬНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА 21
П.5.МЕЛКИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ КАК ВОЗМОЖНЫЕ ИНДИКАТОРЫ
(Ф СТЕПЕНИ НАРУШЕННОСТИ БИОЦЕНОЗОВ ПРИ МОНИТОРИНГЕ 23
И.5.1.Характеристики сообществ мелких млекопитающих в системе мониторинговых
исследований 26
И.5.2.Характеристики популяций отдельных видов в системе мониторинговых иссле
дований 44
И.5.3.Статистические показатели в экологическом мониторинге 47
И.6.ПЛАНИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ И МЕТОДИК МОНИТОРИНГА 48
И.7.УНИФИЦИРОВАННАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ БИОГЕОЦЕНОЗОВ 50
И.8.ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ 55
III. КРАТКАЯ ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ 57
IV. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 64
^ V. МОНИТОРИНГ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ 67
V.I.ИЗУЧЕНИЕ ВИДОВОГО СОСТАВА МЛЕКОПИТАЮЩИХ
ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ 67
У.2.ИСТОРИЯ ФАУНИСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ТЮМЕНСКОЙ
ОБЛАСТИ 69
^З.ЗООГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ 71
УАФАУНА МЛЕКОПИТАЮЩИХ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ 75
V.4.I. Современный видовой состав фауны млекопитающих 75
Ч* V.4.2. Плейстоценовая фауна млекопитающих 80
V.4.3. Формирование современной фауны млекопитающих 83
V.4.4. Географические закономерности в фауне млекопитающих области 88
V.4.5. Динамика численности млекопитающих 90
V.4.6. Биотическая приуроченность видов млекопитающих 95
V.4.7. Хозяйственное значение млекопитающих и оценка численности промыс
ловых видов 96
V.4.8. Охрана фауны млекопитающих в Тюменской области 103
VI. МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ СООБЩЕСТВ МЛЕКОПИТАЮЩИХ.... 105 VI. 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ В РАЙОНАХ НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ. 105
VI. 1.1.Введение 105
Ш \П.1.2.Физико-географическое описание района исследований 107
VI. 1.3.Материал и методика 110
VI. 1.4. Краткая характеристика нефтяного загрязнения 113
VI.1.5. Влияние нефтедобычи на фауну и экологию млекопитающих 129
VI. 1.6. Биогеоценотические изменения среды обитания мелких млекопитающих, со
путствующие нефтяному загрязнению 135
VI. 1.7. Видовое разнообразие и относительное обилие мелких млекопитающих при
родных и нарушенных территорий 146
VI.1.8. Деградационно-восстановительные процессы в фауне мелких млекопитающих
нефтезагрязненных территорий 165
VI. 1.9. Половая структура популяций доминирующих видов мелких млекопитаю
щих на загрязненной территории 169
^ VI. 1.10. Пространственная структура популяций мелких млекопитающих нефте-
загрязненных территорий 171
VI. 1.11. Возрастная структура популяций доминирующих видов на нефтезагрязнен-
ной территории 176
VI. 1.12. Морфофизиологические особенности популяций доминирующих видов
нефтезагрязненных территорий 177
VI. 1.13. Репродуктивные процессы в популяциях доминирующих видов на нефте-
загрязненной территории 181
'Щ VI. 1.14. Зараженность мелких млекопитающих экто- и эндопаразитами 183
VI.2. ПОКАЗАТЕЛИ ВАРЬИРОВАНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИЗНАКОВ,
КРИВЫЕ АЛЛОМЕТРИЧЕСКОГО РОСТА 184
VI.3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ВЛИЯНИЯ НЕФТИ НА МЕЛКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ 187
VI.3.1. Репеллентное действие сырой нефти на грызунов 187
У1.3.2.Влияние сырой нефти на некоторые физиологические показатели белых мы
шей и крыс в условиях лабораторного эксперимента 192
УІ.4.СИСТЕМА РЕГИОНАЛЬНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА В РАЙОНАХ НЕФТЕДОБЫЧИ В СРЕДНЕМ ПРИОБЬЕ ТЮМЕНСКОЙ
ОБЛАСТИ 202
Ф VI.5. ВЛИЯНИЕ ГАЗОДОБЫЧИ НА СООБЩЕСТВА МЕЛКИХ
МЛЕКОПИТАЮЩИХ 211
VI.6. ВЛИЯНИЕ УРБАНИЗАЦИИ НА ФАУНУ И ЭКОЛОГИЮ МЛЕКОПИТАЮ
ЩИХ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ 217
VI.6.1. Введение 217
VI.6.2. Состояние проблемы 219
VI.6.3. Материал и методика 221
VI.6.4. Экологическая характеристика г.Тюмени 223
VI.6.5. Влияние урбанизации на сообщества млекопитающих 230
VI.6.6. Особенности популяций доминирующих видов млекопитающих
урбанизированных территорий 238
VI.6.7. Влияние рекреации на сообщества мелких млекопитающих 243
^ VT.6.8. Некоторые выводы 245
У1.7.ЭКОЛОГО-МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВНУТРИПОПУЛЯ-
ЦИОННЫХ ГРУППИРОВОК ДОМОВЫХ МЫШЕЙ В УРБАНОЦЕНОЗАХ 246
У1.8.ВЛИЯНИЕ СЛАБОГО ХРОНИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ БИОГЕО
ЦЕНОЗОВ НА ФАУНУ И ЭКОЛОГИЮ МЕЛКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ 259
У1.9.ИССЛЕД0ВАНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ СУКЦЕССИИ 265
VI.9.1.Фауна и экология мелких млекопитающих залежных сельскохозяйственных
земель 265
VI.9.2.Сообщества мелких млекопитающих рекультивируемых территорий 274
ВЫВОДЫ 278
ЛИТЕРАТУРА 282
ПРИЛОЖЕНИЯ 342
Приложение 1. ИНДЕКС К-г-ОРИЕНТИРОВАННОСТИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ
(Кг) ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ 342
Приложение 2. СТЕПЕНЬ АНТРОПОФОБИИ (А) И КОНСУМЕНЦИИ
(Б) МЛЕКОПИТАЮЩИХ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ 343
Приложение 3. БИОТОПИЧЕСКИЕ ПРЕДПОЧТЕНИЯ (В и Г)
МЛЕКОПИТАЮЩИХ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ 344
Приложение 4. АННОТИРОВАННЫЙ СПИСОК МЛЕКОПИТАЮЩИХ
ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ 345
Приложение 5. Акт о внедрении от 9 февраля 2001 г 394
Приложение 6. Акт о внедрении от 20 февраля 2001 г 396
Введение к работе
В Российской Федерации, как и в мире, в целом, состояние мониторинга окружающей природной среды в полном смысле этого слова (построение комплексных пространственно-временных рядов трансформации различных биогеоценозов под действием естественных и антропогенных факторов) продолжает оставаться на чрезвычайно низком уровне. Причина такого положения кроется не столько в финансовой стороне, хотя эта работа и требует значительных материальных затрат, сколько в отсутствии методологического подхода и комплексного осуществления программ мониторинга отдельных сред, факторов влияния и компонентов биоты. Как следствие этого, препятствием для принятия верных решений в области охраны окружающей среды, в том числе и при возникновении чрезвычайных ситуаций, являются отсутствие четкой и обоснованной концепции, оперативности, а также разобщенность информационного пространства, отсутствие комплексной системы наблюдений не только в континентальном масштабе, но и в отдельных регионах и, наконец, непонимание причинно-следственных связей наблюдаемых явлений.
В этих условиях для разрешения создавшейся ситуации с мониторингом качества окружающей природной среды и получения максимального эффекта при минимальных затратах может быть выбран единственный путь - создание комплексной системы экологического мониторинга при реализации функционального, системного подхода, позволяющего своевременно и точно оценить степень негативного воздействия тех или иных факторов на все компоненты окружающей среды и, прогнозируя возможные процессы, предотвратить необратимые изменения в экосистемах или минимизировать их отрицательные последствия.
Основанием для решения рассматриваемой проблемы в Российской Федерации являются решение Правительства РФ № 1229 от 24 ноября 1993 г. "О создании Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ)", а в пределах отдельных регионов - решения местных органов власти (так в Тюменской области это - решение Администрации Тюменской области об участии в эксперименте по созданию территориальных подсистем ЕГСЭМ, решение Межрегионального Координационного Совета по экологическим проблемам Уральского региона о создании на основе
территориальных подсистем ЕГСЭМ системы экологического мониторинга Урала (август
1995 г.), распоряжение Главы Администрации Тюменской области № 452-р от 19 июня
1996 г. об утверждении Положения о территориальной системе экологического
мониторинга Тюменской области). Наличие указанных документов ставит перед
соответствующими природоохранными органами и научно-исследовательскими
организациями вполне конкретные задачи. Однако, к сожалению, ни общепризнанного
методологического, ни методического подхода к решению поставленных задач на
настоящий момент нет. Это с полным правом может быть отнесено и к проведению
мониторинга биоразнообразия (как части экологического мониторинга), а также к
использованию в качестве объектов мониторинга наряду с другими компонентами биоты
млекопитающих. В качестве конкретного шага по реализации указанных выше решений в
области разработки методов использования млекопитающих в экологическом мониторинге
может быть рассмотрена настоящая работа, которая в методологическом плане является
составной частью комплексной методики ведения регионального экологического
мониторинга, разработанной коллективом авторов (Методика..., 1998) под эгидой
Тюменского областного комитета охраны окружающей среды и природных ресурсов в
ТОО «Реликт» и доработанной позднее на кафедре зоологии и ихтиологии Тюменского
государственного университета.
Целью настоящей работы является разработка комплексных методов использования млекопитающих в системе оценки качества среды обитания при региональном экологическом мониторинге. В связи с этим перед нами ставились следующие задачи.
1. Исследовать фауну млекопитающих Тюменской области с учетом исторических и
зоогеографических особенностей региона.
2. Разработать конкретные методические приемы оценки состояния сообществ
млекопитающих и популяций их отдельных видов, предполагающие комплексность,
многоуровненность и всесторонность исследований, включающие и лабораторные тесты.
3. Изучить вопросы, связанные с проблемами антропогенного воздействия на
популяции животных, с механизмами адаптации млекопитающих к этим воздействиям, а
также с возможностью зооиндикации трансформаций в различных экологических
системах, а также с прогнозированием их дальнейшей судьбы.
4. Исследовать вопросы трансформации сообществ млекопитающих в ходе
восстановительных сукцессии нарушенных местообитаний.
5. Продемонстрировать конкретные приемы использования предложенных подходов в
системе локального и регионального экологического мониторинга состояния окружающей
среды.
Основные положения, выносимые на защиту, сводится к следующему:
В течение исторического периода (с XIV века) наряду с исчезновением ряда видов териофауна области пополнялась новыми видами, в результате чего видовое богатство региона возросло, фаунистический список млекопитающих исторического периода насчитывает 96 видов, из которых в настоящее время встречаются 92.
Важное значение при мониторинге наряду с традиционными должно придаваться интегральным показателям сообществ млекопитающих: таким как устойчивость и стабильность, основанным на термодинамических и информационных процессах в природе, показателю антропогенной адаптированности сообществ и ряду других.
При воздействиях, снижающих роль видов-эдификаторов, отмечаются коренные перестройки состава и структуры сообществ млекопитающих на фоне относительной стабильности морфофизиологических характеристик популяций; при сохранении эдификаторных свойств и общего облика ценоза структура сообществ долгое время остается стабильной, что достигается напряжением морфофизиологических характеристик популяций и лишь при достижении нагрузкой дистрессовых величин отмечается резкое изменение состава сообществ и их структурных характеристик.
Под воздействием возмущающих факторов на первых этапах восстановительной сукцессии на месте сообществ с высоким биологическим разнообразием формируются более бедные и наоборот.
Настоящая работа является результатом многолетних исследований фауны и экологии млекопитающих Тюменской области. При этом, особое место занимают вопросы, связанные с проблемами антропогенного воздействия на популяции животных, с изучением механизмов адаптации млекопитающих к этим воздействиям, а также с возможностью зооиндикации трансформаций в различных экологических системах и с прогнозированием их дальнейшей судьбы. Все эти аспекты нашли естественное отражение в практических работах по организации сети постоянных пробных площадей системы
регионального экологического мониторинга нефтедобывающих районов Среднего Приобья, реализованной в Нижневартовском районе и в «Методике ведения экологического мониторинга основных биогеоценозов Тюменской области», разработанной коллективом авторов, в которую многие положения настоящей работы вошли в качестве отдельных разделов. Эта Методика рассмотрена на Коллегии Тюменского областного комитета по охране окружающей среды и природным ресурсам, которой рекомендована в качестве базовой для организации системы регионального экологического мониторинга Тюменской области. Таким образом, работа оказалась актуальной и востребованной.
В данной работе кроме методологических подходов к организации системы экологического мониторинга рассмотрены и конкретные примеры их использования в частных случаях, при изучении влияния на териофауну основных видов хозяйственной деятельности в пределах разных природных зон области, многие из которых в таком аспекте анализируются впервые. Ключевой формулой мониторинговых подходов в работе постулируется комплексность, многоуровненность и всесторонность исследований. В то же время, подчеркивается, что в целях экономии средств и оптимизации исследований в каждом конкретном случае имеет смысл использование своего ограниченного набора изучаемых параметров, адекватно и достаточно рельефно отражающего как особенности воздействующих факторов, так и специфику ответных реакций объекта воздействия. Таким образом, реализуется принцип, известный как «бритва Оккама»: «не нужно доказывать большим то, что можно доказать меньшим». С теоретической точки зрения, предложенные оригинальные показатели сообществ млекопитающих позволяют не только с новых позиций подойти к вопросу оценки качества среды обитания животных в системе экологического мониторинга, но и рассмотреть их использование в других системах (сообществах насекомых, птиц и т.д. или сборных групп - наземных позвоночных животных и др.). Важное теоретическое значение имеют исследования фаунистического состава млекопитающих Тюменской области в историческом и зоогеографическом аспектах, которые позволяют оценить процессы трансформации фаунистических комплексов под действием ряда абиотических и биотических факторов. Особый интерес представляет изучение адаптационных механизмов в сообществах млекопитающих и в
популяциях их отдельных видов под действием различных антропогенных факторов, имеющих стрессовую или дистрессовую (по Г.Селье) нагрузку.
Уже сейчас многие положения работы используются при создании региональной сети пробных площадей экологического мониторинга на юге Тюменской области, а также при чтении лекций по «Зоологии позвоночных», «Основам экологического мониторинга», «Биоиндикации», «Частной териологии» и др. в Тюменском государственном университете. Одним из практических выходов работы явилось параллельное создание в составе авторского статистического пакета STATAN программы «Mammalia» на GW Basic и мультимедийной электронной базы данных «Млекопитающие Тюменской области» на основе СУБД MS Access-97. Результаты исследований докладывались на II Международной конференции приполярных университетов (Тюмень, 1991), на Международных конференциях «Освоение Севера и проблемы рекультивации» (Сыктывкар, 1991; Syktyvkar, 1994, 1997, 1998), на Международной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды» (Томск, 1995), на I, II, III Межгосударственных конференциях по безопасности жизнедеятельности в Сибири и на Крайнем Севере (Ст.-Петербург, 1992; Тюмень, 1995, 1997), на Международном совещании «Состояние териофауны в России и ближнем зарубежье» (Москва, 1996), на Международной конференции по биологии насекомоядных млекопитающих (Кемерово, 1999), на Международной конференции по экологии и рациональному природопользованию (Томск, 2000), на Международной конференции «Разнообразие и управление ресурсами животного мира в условиях хозяйственного освоения Европейского севера» (Сыктывкар, 2002), на Всесоюзных конференциях «Экология нефтегазового комплекса» (Надым, 1988) и «Эндокринная система организма и вредные факторы окружающей среды» (Ленинград, 1991), на V и VI Съездах ВТО (Москва, 1990, 1999), на Всероссийских конференциях «Биологическое разнообразие животных Сибири» (Томск, 1998) и «Проблемы региональной экологии» (Новосибирск, 2000), а также на более чем двух десятках региональных конференциях, совещаниях и семинарах.
Огромную благодарность автор выражает своим помощникам в сборе и обработке материала: Е.А.Быковой, А.Ю. Левых, И.З.Халитову, А.А.Мукановой, Е.В .Бугай, Н.В.Сорокиной, Ю.В.Куликовой, Н.А.Сазоновой, своим коллегам, делившим все тяготы
полевой жизни: М.Н.Казанцевой, С.ПАрефьеву, А.В.Соромотину, А.В.Рыбину, и особенно Н.А.Гашевой, внесшей неоценимый вклад в создание электронной версии рукописи.
