Введение к работе
Актуальность проблемы. Исследования долговременных изменений численности популяций животных в природных условиях по-прежнему сохраняют свою актуальность. Особая значимость таких работ связана с современными тенденциями роста воздействия антропогенных факторов и глобального изменения климата.
Изучение механизмов формирования видового населения птиц в горных условиях и факторов, влияющих на эти процессы, - одно из слабо разработанных направлений исследования долговременной динамики численности. Особую значимость выполнение таких работ приобретает в горных системах юга Восточной Сибири. Эти горы лежат в южной части тайги, на стыке таежной и лесостепной зон. Характерное отличие гор региона заключается в том, что здесь горные леса не представляют собой экологические изоля-ты, а смыкаются с таежными массивами равнин и предгорий Восточной Сибири. Кроме того, этот регион характеризуется крайне неустойчивыми погодными условиями весны и начала лета, частыми возвратами холодов и снегопадами в этот период.
Выполнение долговременных наблюдений за динамикой обилия птиц в Северной Азии, в том числе на юге Восточной Сибири, имеет особое значение в связи с тем, что зимовки перелетных птиц этого региона располагаются главным образом в Юго-Восточной Азии и Индии, в отличие от европейской территории с преимущественно африканскими зимовками дальшгх мигрантов. Поскольку условия южно-азиатских и африканских зимовок могут существенно различаться, наблюдения за характером долговременных изменений обилия местных гнездящихся популяций способствуют получению ответа об относительной роли рождаемости (успешности размножения) или постнатальной смертности (в период миграций и зимовки) в долговременных колебаниях плотности популяций.
Длительные стационарные наблюдения за обилием вида позволяют выявить особенности его реагирования на те или иные изменения условий среды, которые складываются в конкретный год. Данные по динамике обилия видов птиц одного и того же участка местности на многолетних отрезках времени имеют самостоятельную ценность уже потому, что таких данных по разным регионам немного, в том числе и по долговременным исследованиям сообществ лесных птиц (Enemar et al., 1994). Такие исследования осуществлялись, как правило, на небольших площадках (10-40 га), часто расположенных в изолированных лесных массивах. На территории Сибири 15-летние наблюдения (1978-1993 гг.) на площади 450 га выполнены на Енисейской экологической станции ИПЭЭ РАН в северо-таежной зоне (Бурский, 1986, 1993,2007) и 20-летние - на площадках свыше 10 км2 (1990-2009 гг.) - в лесотундровой зоне на севере Западной Сибири (Головатий, 2009). Долговременные исследования динамики обилия птиц про-
тяженностью свыше 25 лет на достаточно обширных стационарных участках в горных условиях ранее не осуществлялись.
Цели и задачи исследования. Цель настоящего исследования - выявление основных закономерностей формирования видового населения птиц и факторов, определяющих динамику этих процессов в горных условиях.
Основные задачи исследования:
-
Выявить особенности структуры фауны и населения птиц в условиях горных систем юга Восточной Сибири.
-
Установить межгодовые флуктуации и закономерности многолетней динамики обилия гнездящихся и зимующих птиц в горных условиях на примере Баргузинского хребта.
-
Дать оценку влияния районов и условий зимовок на долговременные изменения локального обилия видов птиц.
-
Провести анализ воздействия абиотических факторов (теплообеспе-ченности и количества осадков) на межгодовые флуктуации обилия фоновых видов птиц, а также оценить направленность и степень их влияния на долговременные изменения видовой плотности в горных условиях.
-
Оценить влияние фенологических сроков весеннего развития природы на формирование населения гнездящихся птиц.
-
Выявить влияние сроков прилета птиц и их долговременных изменений на формирование гнездового населения в горных условиях.
-
Установить экологические закономерности формирования и многолетних изменений локального гнездового и зимнего населения птиц в горных условиях.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Население птиц определенного участка в горных условиях юга Восточной Сибири ежегодно формируется заново, преимущественно из новых особей-иммигрантов. Этот процесс зависит от экологической обстановки, обусловленной метеорологическими параметрами весны и начала лета, и соотношения процессов эмиграции и иммиграции.
-
В горных условиях Сибири в последние десятилетия среди дальних мигрантов преобладают виды с отрицательным трендом долговременных изменений гнездового обилия, а у оседлых видов и ближних мигрантов соотношение количества видов с положительными и отрицательными трендами примерно равное. Долговременные изменения обилия местного гнездового населения видов птиц в значительной степени определяются условиями, складывающимися на местах их зимовок.
-
Население птиц того или иного местообитания можно рассматривать как результат индивидуального выбора всякой особью каждого вида подходящих для себя условий в конкретном году. К главным факторам, определяющим формирование локального обилия вида, относятся фенологические и гидротермические особенности весны и начала лета текущего года,
создающие необходимые условия для гнездования, и количество особей, достигших района гнездования и «осевших» в конкретном местообитании.
Научная новизна работы. Впервые проведены долгосрочные 25-летние стационарные исследования изменения гнездового и зимнего населения птиц в условиях гор юга Восточной Сибири, охватывающие лесной, подгольцово-субальпийский и гольцово-альпийский высотные пояса, которые помогли раскрыть закономерности процессов формирования локального обилия видов и определяющие их факторы. Рассмотрен в сравнительном плане современный состав авифауны горных систем юга Восточной Сибири, свидетельствующий об орнитофаунистическом единстве этого региона, несмотря на различия в процессах фауногенезиса в его отдельных частях.
Раскрыты механизмы ежегодного формирования локального населения птиц под влиянием изменяющихся параметров местообитаний, в том числе под воздействием абиотических факторов теплообеспеченности и осадков, а также географического положения мест зимовок и складывающихся в них условий, что позволило по-новому определить специфику формирования населения птиц в горных условиях.
Выявлены определяющие факторы, трансформирующие структуру населения в горных условиях. В горно-лесных и высокогорных местообитаниях, при относительной стабильности структуры растительности и иных элементов местности, ведущее значение в процессах формирования локальной плотности видов птиц приобретают метеорологические характеристики сезона, оказывающие влияние на доступность кормов и гнездо-пригодности территории. К главным факторам, обусловливающим формирование локального обилия вида, относятся фенологические и гидротермические особенности весны и начала лета текущего года.
В результате анализа долговременных изменений сроков прилета птиц, проведенный впервые в горных условиях Восточной Сибири, выявлены основные тренды их изменений, которые влияют на процессы формирования локального обилия видов.
Теоретическое и практическое значение. Выявленные закономерности формирования локального населения птиц в горных условиях позволяют расширить представление о механизмах популяционнои динамики и формирования сообществ животных. Результаты исследований являются «точкой отсчета» для дальнейшего изучения динамических процессов в популяциях птиц и роли естественных воздействий на изменения сообществ птиц в будущем.
Собранные материалы, уникальные по объему и длительности наблюдений, имеют большое значение для работ по оценке различного рода воздействий на птиц в условиях горных систем юга Восточной Сибири, для оценки ответов биоты на глобальные изменения природной среды и климата, а также для организации мониторинга биоты на объекте всемирного
наследия - озере Байкал. Они послужили основой для организации и осуществления программы долговременного мониторинга в Баргузинском государственном природном биосферном заповеднике, в том числе в рамках программы ЮНЕСКО «Человек и биосфера». Данные о распространении и численности редких и исчезающих видов птиц включены в последнее издание Красной книги Республики Бурятия (2005). Методические подходы, разработанные в диссертации, использованы при подготовке рекомендаций по организации комплексного экологического мониторинга состояния биоты в заповедниках и национальных парках Байкальской природной территории.
Полученные результаты используются в преподавании различных курсов на базе кафедры сервиса, туризма и рекреации Восточно-Сибирской государственной академии культуры и искусств («Биоэкология», «Орнитология», «Охрана природы», «Заповедное дело», «ООПТ Сибири», «Биоразнообразие Байкальского региона»), при проведении учебных и производственных практик студентов. Кроме того, автором было подготовлено и опубликовано учебное пособие «Заповедное дело» (2009) с грифом УМО учебных заведений РФ по образованию в области сервиса и туризма Ми-нобрнауки России.
Личный вклад соискателя. Представленная диссертационная работа является обобщением результатов 25-летней работы автора. Автору принадлежит разработка программы исследований, выполнение полевых учетных работ во все сезоны года и фенологических наблюдений за прилетом птиц в 1983-2007 гг., камеральная обработка и обобщение материалов, интерпретация и публикация полученных результатов, формулировка и обоснование концепции, а также выводы.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждены на более чем 40 международных, всесоюзных, российских и региональных конференциях и симпозиумах, в том числе: XI (Казань, 2001), XII (Ставрополь, 2006) и XIII (Оренбург, 2010) междунар. орнитол. конф. Северной Евразии; I, II, III и IV междунар. орнитол. конф. «Современные проблемы орнитологии Сибири и Центральной Азии» (Улан-Удэ, 2000, 2003, 2006, 2009); междунар. симпоз. «Многолетняя динамика численности птиц и млекопитающих в связи с глобальными изменениями климата» (Казань, 2002); III конф. орнитологов Сибири (Томск, 1987); XII Прибалт, орнитол. конф. (Паланга, 1988); всесоюз. совещ. по проблеме кадастра и учета животного мира (Уфа, 1989); всесоюз. конф. «Заповедники СССР -их настоящее и будущее» (Новгород, 1990); регион, науч. конф. «Биологическое разнообразие животных Сибири» (Томск, 1998); междунар. науч. конф. «Экология и рациональное природопользование на рубеже веков» (Томск, 2000); совещ. «Ключевые орнитологические территории России» (Шушенское, 2000); регион, науч.-практ. конф. «Структура и функционирование экосистем Байкальской Сибири» (Улан-Удэ, 2002); Сибирской
зоол. конф. (Новосибирск, 2004); всерос. конф. «Природная и антропогенная динамика наземных экосистем» (Иркутск, 2005); междунар. конф. «Проблемы популяционной экологии животных» (Томск, 2006); II Междунар. науч. конф. «Разнообразие почв и биоты Северной и Центральной Азии» (Улан-Удэ, 2011).
Публикации. Автором опубликовано 242 печатных работы, из них по теме диссертации - 91, в том числе 3 монографии и 13 статей в рецензируемых изданиях, а также 1 учебное пособие.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы, включающего 812 наименований, из них 143 работы на иностранных языках, содержит 57 таблиц и 25 рисунков. Общий объем диссертации 360 страниц.
