Пространственно-временная структура и динамика орнитофауны урбанизированных территорий (на примере г. волгограда)
На правах рукописи
Колякина Наталья Николаевна
Пространственно-временная структура и динамика орнитофауны урбанизированных территорий
(на примере г. Волгограда)
03.00.16 — экология
Автореферат диссертации
на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Саратов — 2009
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении
высшего профессионального образования
«Волгоградский государственный педагогический университет»
на кафедре зоологии, экологии и общей биологии
Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент
Белицкая Мария Николаевна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, доцент
Пескова Татьяна Юрьевна
кандидат биологических наук, доцент
Пискунов Владимир Валериевич
Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Астраханский государственный университет»
Защита состоится « 2 » июля 2009 года в 12 час. на заседании диссертационного совета Д 212.243.13 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского» по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, д. 83, V учебный корпус, ауд. № 61; факс (8452) 511635, e-mail: [email protected]
С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке имени В. А. Артисевич ГОУ ВПО «Саратовский ГУ».
Автореферат разослан « » мая 2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета С. А. Невский
Общая характеристика работы
Актуальность исследования. В настоящее время урбанизация является одной из доминирующих тенденций развития человечества, вызывающая необратимое преобразование природных ландшафтов. В связи с этим, изучение формирования, функционирования и устойчивости экосистем урбанизированных территорий является одним из наиболее актуальных направлений современных экологических исследований. Значительный интерес, как в теоретическом, так и в прикладном аспектах, представляет оценка состояния орнитологических сообществ – важнейшего компонента населения позвоночных животных. К настоящему времени накоплены значительные фактические материалы по составу и структуре населения птиц крупных городских агломераций России (Божко, 1971; Благосклонов, 1975; Ильичев и др., 1987; Белик, Хохлов, 1989; Константинов, 1992, 2002; Сиденко, 2004 и др.). Ряд работ посвящен изучению орнитосообществ на территории г. Волгограда (Чернобай и др., 1987, 1991; Колякин, 1993; Кубанцев, Колякин, 1995 и др.). Но такие исследования, как правило, не имели комплексного характера: проводились почти исключительно в парковой зоне города и в отдельные сезоны года, а не круглогодично. Поэтому представляется интересным рассмотреть особенности видового обилия, структурной, пространственной и временной организации сообществ в масштабах городской территории. Недостаточность изученности орнитофауны в конкретных условиях, отсутствие работ по дифференциации сообществ и формированию орнитонаселения послужили основанием для выбора темы исследования.
Цель и задачи исследования: целью работы являлось выявление пространственно-временных особенностей структуры населения птиц, ее динамики на территории г. Волгограда.
В ходе реализации поставленной цели решались следующие задачи:
- изучить биологическое разнообразие и сезонную динамику пространственной неоднородности орнитонаселения городских биотопов;
- охарактеризовать пространственно-временную структуру орнитокомплексов различных урбоценозов, классифицировать население птиц в экологическом аспекте;
- оценить связь видового обилия и организации орнитонаселения с основными характеристиками городской среды;
- выявить причины территориальных различий состава орнитологических сообществ г. Волгограда.
Научная новизна. Исследовано современное состояние орнитофауны, даны количественные характеристики распределения и характера пребывания птиц в г. Волгограде. Впервые проанализированы особенности пространственно-биотопического распределения птиц, изменения фаунистического состава, плотности населения и биомассы этих животных. Проведена оценка сезонного распределения птиц. Получены оригинальные данные о роли факторов среды, определяющих сезонно-территориальную неоднородность орнитонаселения и ее динамику в условиях города (на примере г. Волгограда).
Научно-практическая значимость работы. Работа содержит фактический материал, существенно дополняющий сведения о фауне и экологии птиц, а также объективную информацию о современном состоянии сообществ на урбанизированной территории. Результаты исследований могут быть использованы при создании региональных кадастров животного мира и в биодиагностике антропогенных нарушений экологических условий. Представления о факторах, влияющих на формирование орнитокомплексов, могут быть использованы при проектировании городских ландшафтов. Материалы и результаты работы используются в лекциях по «Зоологии позвоночных», «Экологии животных Нижнего Поволжья» и на практических занятиях в Волгоградском государственном педагогическом университете.
Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечены значительным объемом материала, собранного апробированными методами и камеральной обработкой данных с применением компьютерной программы Microsoft Excel 2000.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на: IV международной научно-практической конференции «Динамика научных достижений - 2005» (Днепропетровск, 2005 г.); I научно-практической конференции «Экологическая безопасность регионов – основа государственной безопасности России» Волгоград, 2007 г.); научно-практической конференции «Инновационные технологии в экологическом образовании: пути, формы и методы их реализации» (Волгоград, 2004 г.); IX региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 2004 г.); круглых столах «Экология и экономика» и «Эколого-экономические оценки регионального развития» (Волгоград, 2005, 2009 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе одна в издании, рекомендованным перечнем ВАК РФ.
Декларация личного участия автора. Постановка задач, экспериментальные исследования осуществлялись автором лично. Обработка полученных данных, их интерпретация и оформление осуществлены автором самостоятельно.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, четырех приложений. Работа изложена на 205 страницах машинописного текста, содержит 17 рисунков, 25 таблиц. Приложения представлены на 44 страницах и содержат 14 таблиц. Список литературы включает 314 наименований, в том числе 56 на иностранном языке.
Основные положения, выносимые на защиту.
- Фаунистический состав сообществ птиц урбанизированных территорий колеблется по биотопам и определяется экологическими особенностями местобитаний.
- Амплитуда сезонных изменений состава фауны и суммарных показателей обилия птиц разных экологических групп существенно варьирует в пределах биотопов урбанизированной среды.
- Увеличение антропогенного воздействия приводит к изменению структуры орнитонаселения, что выражается в обеднении видового состава, возрастании плотности немногих синантропных видов, снижении показателей разнообразия и выравненности сообществ.
- На застроенных территориях различного типа доминируют синантропные виды. В биотопах, близких к природным, группа видов, доминирующих в различные сезонные аспекты, достаточно велика и разнообразна.
Содержание работы
Во Введении обосновывается актуальность исследования, сформулированы цель и задачи, показаны научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы.
Глава 1. Фауна и экология птиц урбанизированных
территорий
(обзор литературы)
В данной главе на основе анализа обширных литературных данных рассматриваются актуальные проблемы, связанные с изучением орнитонаселения урбанизированных территорий. Приведены современные представления о путях формирования авифауны городов, структуре населения птиц территорий, подвергшихся урбанизации, об особенностях распространения и динамики экологических показателей орнитофауны. Представлены данные о влиянии различных факторов антропогенного происхождения на экологические механизмы регуляции численности птиц городского ландшафта.
Наиболее обычной формой антропогенного воздействия в условиях урбанизированной среды является полное или частичное нарушение естественных местообитаний, беспокойство во время гнездования (Khrabryi, 2002). Антропогенные изменения ландшафтов ведут к негативным, а иногда к необратимым изменениям орнитокомплексов. В наиболее подвергшихся урбанизации ландшафтах формируются фауна и население птиц, полностью отличающиеся от существовавших здесь и в окружающих естественных экосистемах ранее (Флинт, Кривошеев, 1962; Птушенко, 1976; Ильичев и др., 1987; Егорова, 2001; Супранкова, 2002 и др.). Такие местообитания характеризуются минимальным видовым разнообразием, но максимальной плотностью населения за счет небольшого числа синантропных видов (Табачишин, 1998; Полежанкина, 2004; Беликова, 2005 и др.).
Глава 2. Материал и методы ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследование орнитонаселения урбанизированной территории проводилось в различных биотопах г. Волгограда, для которого характерны черты, свойственные крупной агломерации и ряд особенностей, связанных с расположением его в сухостепной зоне, а также со своеобразием застройки, озелененности и распределением на территории города крупных предприятий разных отраслей промышленности.
Изучение видового состава, количественного обилия птиц проводилось с использованием традиционных методик (Измайлов и др., 1972; Луговой, Майхрук, 1974; Щеголев, 1977 и др.). Работы на территории г. Волгограда выполнялись с марта 2003 г. по май 2008г. На протяжении года, используя традиционные принципы выделения сезонных периодов, при хронологической классификации годового ряда двухнедельных вариантов сообществ птиц было выделено 6 сезонных составов орнитокомплексов. В их пределах формируются выраженные временные сообщества птиц: зимнее (начало ноября – середина февраля), предвесеннее (середина февраля – середина марта), предгнездовое (середина марта – середина мая), гнездовое (середина мая – середина июля), постгнездовое (середина июля – середина сентября), миграционное (середина сентября – начало ноября). Сезонная динамика орнитофауны представлена в соответствии с приведенной классификацией.
Характеристика населения птиц и анализ пространственно-временной дифференциации сообществ основаны на данных регулярных количественных учетов, проводившихся с двухнедельными интервалами в каждом из 7 типов местообитаний: районы многоэтажной застройки, индивидуальной застройки, скверы, городские парки, лесопарки, открытые пространства, водоемы. Учеты проводились на трансектах с дифференцированной шириной, на постоянных, строго фиксированных маршрутах, с последующим пересчетом полученных показателей на площадь. Всего за период исследований на маршрутах с учетами пройдено около 2460 км.
Таксономическое разнообразие орнитофауны представлено в соответствии с «Конспектом орнитологической фауны СССР» (Степанян, 2003). Биомассу сообществ и принадлежность выявленных видов к трофическим группам устанавливали с использованием литературных данных («Птицы Советского Союза» (1951-1954), «Птицы СССР» («Птицы России и сопредельных регионов») (1982-1993), «Жизнь животных. Т. 6. Птицы» (1986)). Типы фауны птиц приводятся по Б. К. Штегману (1938). Для описания распределения птиц использовалась шкала численности и доминирования А.П.Кузякина (1962). При установлении структуры орнитонаселения выделяли группы видов по трофическому критерию с учетом распределения по экологическим нишам. Анализ структуры орнитосообществ проводили путем установления индексов, используемых при оценке сходства и различий группировок, разнообразия и выравненности.
Математическая обработка материала выполнена с использованием программы Microsoft Excel 2003.
Глава 3. Эколого-фаунистическая характеристика
орнитонаселения урбанизированной территории
При исследовании орнитологических комплексов на урбанизированной территории выявлено присутствие 81 вида птиц, относящихся к 40 семействам из 15 отрядов (табл. 1).
Таблица 1
Состав орнитофауны г. Волгограда
| № п/п | Отряды | Семейства, n | % | Виды, n | % |
| 1 | Podicipediformes | 1 | 2.5 | 3 | 3.8 |
| 2 | Pelecaniformes | 1 | 2.5 | 1 | 1.2 |
| 3 | Ciconiiformes | 1 | 2.5 | 3 | 3.8 |
| 4 | Anseriformes | 2 | 5.0 | 10 | 12.3 |
| 5 | Falconiformes | 2 | 5.0 | 4 | 4.9 |
| 6 | Galliformes | 1 | 2.5 | 1 | 1.2 |
| 7 | Gruiformes | 1 | 2.5 | 1 | 1.2 |
| 8 | Charadriformes | 5 | 12.5 | 9 | 11.2 |
| 9 | Columbiformes | 1 | 2.5 | 4 | 4.9 |
| 10 | Apodiformes | 1 | 2.5 | 1 | 1.2 |
| 11 | Cuculiformes | 1 | 2.5 | 1 | 1.2 |
| 12 | Coraciiformes | 2 | 5.0 | 2 | 2.5 |
| 13 | Upupiformes | 1 | 2.5 | 1 | 1.2 |
| 14 | Piciformes | 1 | 2.5 | 1 | 1.2 |
| 15 | Passeriformes | 19 | 47.5 | 39 | 48.2 |
| 16 | Всего | 40 | 100.0 | 81 | 100.0 |
По характеру пребывания господствуют гнездящиеся птицы – 61 вид (75.3%). Среди них гнездование доказано для 55 видов, еще 6 видов гнездятся предположительно. Восемь видов (9.9%) являются летующими, т. е. не гнездящимися на исследованных участках, но встречающимися в гнездовое время или прилетающими в город на кормежку. К числу зимующих относятся два вида (2.5%), десять видов (12.3%) являются пролетными или залетными.
Фауна птиц изучаемой территории принадлежит к 6 зоогеографическим типам. По видовому и численному обилию преобладают транспалеарктические и европейские виды. Их доли в составе орнитофауны практически равные и составляют в сумме 78.1%. Участие представителей других типов фаун колеблется от 1.4 до 8.2% (всего 16 видов). Сопоставление трофических групп показывает преобладание по составу на территории города энтомофагов (табл. 2). В биотопах с высокой степенью антропогенной нагрузки число видов данной группы невелико, особенно в гнездовой период. Но, в то же время, здесь наблюдается довольно высокая плотность насекомоядных птиц, связанная с высокой численностью черного стрижа и большой синицы, успешно использующей корма антропогенного происхождения. Доля растительноядных и всеядных птиц, широко использующих пищевые отбросы, в орнитофауне сильно изменен
Таблица 2
Пространственная дифференциация орнитофауны по типам питания
| Трофические группы | I | II | III | IV | V | VI | VII | |||||||
| А | Б | А | Б | А | Б | А | Б | А | Б | А | Б | А | Б | |
| Энтомофаги | 22 | 56.4 | 19 | 52.8 | 12 | 25.5 | 13 | 48.1 | 7 | 36.8 | 4 | 26.7 | 3 | 25.0 |
| Хищные | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2.1 | 1 | 3.8 | 1 | 5.3 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Ихтиофаги | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 4.3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Энтомо- ихтиофаги | 1 | 2.6 | 2 | 5.6 | 16 | 34.0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Фитофаги: | 11 | 28.1 | 10 | 27.8 | 5 | 10.7 | 9 | 33.3 | 8 | 42.1 | 7 | 46.6 | 5 | 41.7 |
| Энтомо- фитофаги | 1 | 2.6 | 1 | 2.7 | 7 | 14.8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Эврифаги (с широким диапазоном кормов) | 4 | 10.3 | 4 | 11.1 | 4 | 8.6 | 4 | 14.8 | 3 | 15.8 | 4 | 26.7 | 4 | 33.3 |
Примечание: I – лесопарк, II - открытые пространства, III – водоем, IV - городской парк, V – сквер, VI - одноэтажная застройка, VII - многоэтажная застройка; А – число видов, Б – доля участия в орнитофауне, %
ных деятельностью человека биотопов (26.7 и 33.3% в зонах одноэтажной и многоэтажной застроек соответственно) заметно выше такового показателя в местообитаниях, сходных с природными (8.6 – 11.1%).
По типу биотопической приуроченности птицы г. Волгограда образуют хорошо выраженные экологические группировки: кампофильную, лимнофильную, склерофильную и дендрофильную (табл. 3). Наиболее бедным составом отличается кампофильная группировка, представленная в биотопах 1-2 видами. Малое число кампофильных видов на территории, где изначально преобладали
Таблица 3
Биотопическое разнообразие экологической структуры орнитокомплексов
| Биотопы | Дендрофильные | Лимнофильные | Склерофильные | Кампофильные | ||||
| Число видов | % | Число видов | % | Число видов | % | Число видов | % | |
| Лесопарк | 28 | 71.8 | 3 | 7.7 | 7 | 17.9 | 1 | 2.6 |
| Открытое пространство | 19 | 52.7 | 4 | 11.1 | 11 | 30.6 | 2 | 5.6 |
| Водоем | 6 | 12.8 | 31 | 66.0 | 7 | 14.8 | 3 | 6.4 |
| Городской парк | 19 | 70.4 | 2 | 7.4 | 6 | 22.2 | 0 | 0 |
| Сквер | 11 | 57.9 | 2 | 10.5 | 5 | 26.3 | 1 | 5.3 |
| Одноэтажная застройка | 9 | 60.0 | 2 | 13.3 | 4 | 26.7 | 0 | 0 |
| Многоэтажная застройка | 7 | 58.4 | 1 | 8.3 | 4 | 33.3 | 0 | 0 |
открытые ландшафты, связано с упрощенностью экологической структуры равнинных местообитаний, их низкой экологической емкостью, ландшафтной монотонностью (Штегман, 1955; Белик, 1998; Чернобай, 2004).
Склерофильные виды представлены, в основном, типичными синантропными птицами, которые в пределах изученной климатической зоны практически не встречаются за пределами урбанизированных территорий. Наибольшим видовым обилием характеризуются дендрофильная и лимнофильная экологические группировки. Первая из этих групп представлена достаточно широко во всех местообитаниях (более 50.0% во всех биотопах, кроме водоемов), тогда как виды второй группы встречаются практически только на водоемах, где находят оптимальные условия. Присутствие отдельных лимнофильных видов в других биотопах (например, белой трясогузки) обусловлено их залетом с берега р. Волги или из пригородных биотопов.
Среди гнездящихся видов соотношение различных экологических групп несколько иное: преобладают дендрофильные птицы (26 видов, или 42.6%), немногим меньше – лимнофильная группировка (18 видов, или 29.5%), склерофильная представлена 14 видами (23.0%), а наиболее бедна кампофильная группа – 3 вида (4.9% гнездовой фауны).
Зимний орнитокомплекс более чем на половину состоит из дендрофильных видов (16 видов, или 59.3%), на долю склерофильных приходится 18.5%. Еще ниже представленность лимнофильной и кампофильной групп – 14.8 и 7.4% соответственно.
Летующие птицы представлены исключительно лимнофильными видами, что связано, очевидно, с географическим положением города, расположенным на берегу р. Волги и в непосредственной близости от Волго-Донского судоходного канала, Сарпинских озер. Среди залетных и пролетных птиц лимнофильные и дендрофильные виды составляют примерно равные доли (45.5 и 54.5% соответственно).
Анализ орнитонаселения по типу гнездования выявил, что среди гнездящихся в исследованных местообитаниях птиц максимальным видовым разнообразием характеризуется группа видов, строящих гнезда на древесно-кустарниковой растительности - 32 вида из 61, или 52.5%. Число видов, гнездящихся открыто на земле или использующих для гнездования норы в земле, в большинстве местообитаний невелико (один - пять видов), что объясняется, предположительно, действием фактора беспокойства. Напротив, на водоеме, где наземно гнездящиеся птицы имеют возможность строить гнезда среди камышей в труднодоступных местах, было отмечено значительно большее видовое богатство представителей данной группы (14 видов, 48.3% орнитокомплекса данного биотопа). Кроме того, исключительно здесь отмечены виды, сооружающие гнезда на воде (полузатопленные) (3 вида, 10.3%). Группа птиц, использующих для гнездования в исследованных условиях исключительно постройки человека, включает всего четыре вида (6.6%). Они занимают лидирующее положение в населении птиц застроенной части города.
Глава 4. Пространственно-биотопическое распределение птиц
В главе приводятся характеристики орнитологических сообществ в различных местообитаниях на урбанизированной территории: видовой состав, количественное обилие, структура доминирования, индекс синатропизации. В целом, видовая насыщенность орнитокомплексов изменяется в довольно широких пределах: от 12 до 47 видов. Наибольшим числом видов отличается население водоемов. Этому способствуют благоприятные условия, обеспечивающие возможность существования большого количества лимнофильных видов и птиц, гнездящихся на земле (наличие прибрежной растительности, низкий уровень фактора беспокойства). Минимальное разнообразие птиц отмечено в жилых районах. Так, в скверах зарегистрировано 19, а в зоне частной одноэтажной застройки – 15 видов. Еще беднее население кварталов многоэтажной застройки – 12 видов. Для этих сообществ лимитирующим фактором являются экстремальные условия среды (например, антропогенный пресс, низкая облесенность), особенно в период размножения. Для орнитокомплексов застроенной территории свойственна значительная доля участия склерофильных видов, многие из которых являются типично синантропными. Довольно богатым видовым составом отличаются орнитосообщества парковых зон (27-39) и открытых пространств (36 видов). Видовая насыщенность этих сообществ обусловлена стабильностью условий среды, разнообразием флоры и сохранением естественных фитоценозов.
На исследованной территории по численному обилию доминируют 20 видов птиц. По количеству особей состав видов-доминантов на протяжении года изменяется, причем в зависимости от особенностей местообитаний этот процесс может иметь разную амплитуду варьирования (рис. 1).
На застроенной территории заметно преобладают синантропные виды (голубь сизый, воробей домовый, ворона серая и др.). В слабо нарушенных местообитаниях, близких к природным экосистемам, группа доминантов более обширна и включает в разные сезоны сороку, большую синицу, черноголового щегла, обыкновенную лазоревку, обыкновенного скворца и др. Суммарная доля видов, доминирующих на урбанизированной территории, составляет 35.0 – 98.9%.
Группа синантропных видов птиц в условиях г. Волгограда включает следующие виды: сизый голубь, кольчатая горлица, черный стриж, городская ласточка, деревенская ласточка, серая ворона, домовый воробей. Для перечисленных видов была рассчитана их доля в составе орнитоценоза (табл. 4), характеризующая величину индекса синантропизации (Клауснитцер, 1990) в различные сезоны.
Самыми низкими значениями данного показателя характеризуются водоемы, где отсутствуют подходящие условия для обитания птиц указанной группы. Лесопарки и городские парки характеризуются невысокими величинами индекса синантропизации в течение всего года (0.13 – 0.33), что связано с бога-
А Б
В Г
Д Е
Рис. 1. Пространственно-временные изменения состава доминантов и их суммарной доли в населении птиц г. Волгограда: А – зимний период, Б – предвесенний, В – предгнездовой, Г – гнездовой, Д – постгнездовой, Е – миграционный; 
– домовый воробей, – полевой воробей, – большая синица, – грач, – серая ворона, – сорока, – хохотунья, – кряква, – сизый голубь, – черноголовый щегол, – лазоревка, – серая куропатка, – зеленушка, – усатая синица, – красноголовый нырок, – городская ласточка, - черный стриж, – травник, – обыкновенный скворец, – золотистая щурка;
1 – лесопарк, 2 – открытое пространство, 3 – водоем, 4 – городской парк, 5 – сквер, 6 – одноэтажная застройка, 7 – многоэтажная застройка.
тым видовым составом данных местообитаний, тогда как для биотопов, отличающихся высокой плотностью застройки (зонах одноэтажной и многоэтажной застройки), напротив отмечены довольно существенные межсезонные различия в значениях данного показателя (0.33 – 0.75). На открытых пространствах
Таблица 4
Индекс синантропизации
| Биотопы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Лесопарк | 0.20 | 0.17 | 0.13 | 0.28 | 0.29 | 0.22 |
| Открытые пространства | 0.19 | 0.11 | 0.14 | 0.21 | 0.40 | 0.23 |
| Водоем | 0.15 | 0 | 0.09 | 0.08 | 0.11 | 0.17 |
| Городской парк | 0.27 | 0.33 | 0.18 | 0.30 | 0.33 | 0.33 |
| Сквер | 0.33 | 0.38 | 0.30 | 0.60 | 0.36 | 0.60 |
| Одноэтажная застройка | 0.44 | 0.38 | 0.38 | 0.67 | 0.44 | 0.40 |
| Многоэтажная застройка | 0.50 | 0.75 | 0.43 | 0.75 | 0.75 | 0.43 |
Примечание: сезонные аспекты — 1 – зимний, 2 – предвесенний, 3 – предгнездовой, 4 - гнездовой, 5 - постгнездовой, 6 - миграционный
значения индекса синантропизации невысоки практически в течение всего года, и лишь в постгнездовой период, когда начинается отлет мигрирующих видов, данный показатель возрастает в 2-3 раза по сравнению с другими сезонами.
Глава 5. Сезонная динамика населения птиц
урбанизированной территории
Зимующее население городских местообитаний включает 27 видов из семи отрядов. Максимальным видовым богатством отличаются сообщества лесопарковой зоны и открытых пространств (рис. 2). Величина, обратная индексу разнообразия Симпсона (Одум, 1986) в них также характеризуется наибольшей величиной (7.0 и 5.7 соответственно), что указывает на выравненность сообществ. В то же время, максимальная плотность населения птиц отмечена в районах многоэтажной застройки (2365.7 особей/км2), что связано с обилием немногих синантропных видов, находящих здесь богатую кормовую базу. В сравнении с другими сезонными аспектами разнообразие орнитосообществ исследованных биотопов в зимний период невелико. Наибольшим сходством орнитофауны отличаются сквер и районы многоэтажной застройки, а также городские парки и районы частной застройки. В целом для указанного сезонного аспекта характерны незначительные колебания данного показателя (0.36 – 0.67) по сравнению с другими периодами.
В предвесенний период разнообразие сообществ уменьшается на фоне смены значительной части компонентов орнитоценозов. Это отражается и на показателе, обратном индексу Симпсона (в большинстве биотопов происходит некоторое уменьшение его значения). Как и в предыдущий период, наибольшими значениями плотности населения отличаются застроенные биотопы (1003.2 – 1951.3 особей/км2), тогда как в лесопарках происходит падение этого показателя (в 2.8 раза). Значительным сходством орнитофауны характеризуются, по-прежнему, городской парк и районы частной застройки. Различия в видовом составе сообществ водоемов с другими биотопами продолжают нарастать.
Рис. 2. Динамика количественных показателей сообществ птиц в биотопах г. Волгограда в пределах сезонных аспектов: 1 - зимний, 2 – предвесенний, 3 – предгнездовой, 4 – гнездовой, 5 – постгнездовой, 6 – миграционный
Предгнездовой период отличается существенным увеличением видовой насыщенности в биотопах (за исключением сообществ скверов и жилых районов), что обусловлено разгаром весенней миграции. Относительная численность населения максимальна в городских парках (621.0 особей/км2), наименьшая - на открытых пространствах (136.6 особей/км2). Наибольшим разнообразием и выравненностью отличаются орнитокомплексы биотопов, близких к природным (лесопарки, пустыри, водоемы). В целом сообщества в предгнездовой период характеризуются неустойчивостью, вследствие постоянного интенсивного перемещения особей. В этих условиях наиболее близкими по видовому составу оказываются орнитокомплексы скверов, зон индивидуальной и многоэтажной застройки, тогда как наименьшим сходством с другими биотопами отличаются, по-прежнему, водоемы.
Гнездовой период характеризуется окончанием весеннего прилета птиц и формированием устойчивого населения размножающихся видов. Наибольшее число видов зафиксировано в лесопарках, на водоемах и открытых пространствах (25, 24 и 20 видов соответственно). В то же время, максимальная плотность сообществ наблюдается в районах многоэтажной застройки (1233.5 особей/км2), где находят оптимальные условия для гнездования воробей домовый и голубь сизый. Разнообразие и выравненность населения сообществ по-прежнему характеризуются высокими значениями на открытых пространствах и водоемах. Наибольшим сходством видового состава в данный период обладают лесопарки, пустыри и городские парки, наименьшим – водоемы. Это связано, как и в другие периоды, с присутствием большого числа видов-лимнофилов, имеющих возможность для обитания исключительно в этих условиях.
В постгнездовой период видовое разнообразие птиц в застроенной части города (городские парки, скверы, районы застройки разного типа) несколько возрастает, тогда как в биотопах, близких к природным, происходит уменьшение данного показателя, как и выравненности сообществ. Коэффициент сходства Жаккара существенно снижается в этот период, максимальное сходство по-прежнему характерно для городских парков и лесопарков.
Особенность миграционного периода заключается в обеднении видового состава сообществ за счет выбывания перелетных видов в большинстве биотопов. В районах многоэтажной застройки число видов, напротив, возрастает. Максимальным богатством сообществ, равно как и в предыдущий сезон, отличаются открытые пространства, лесопарки и водоем (6.9; 5.1 и 2.7 соответственно). Для биотопов, близких к природным, характерны более высокие значения суммарной биомассы птиц, чем в предыдущий период, что связано с внедрением мигрантов, переместившихся из прилежащих к городу биотопов и более северных районов. В этот период существенно сглаживаются различия в составе орнитофауны между водоемами и другими местообитаниями. Кроме того, значительным сходством населения обладают лесопарки, городские парки и скверы, характеризующиеся значительной облесенностью, а, следовательно, и оптимальными условиями для пребывания дендрофильных видов во время их миграций.
Выводы
- На урбанизированных территориях г. Волгограда выявлено присутствие 81 вида птиц из 40 семейств 15 отрядов, что составляет 27.1% орнитофауны Волгоградской области. Наиболее разнообразно население лесопарков и водоемов (39 и 47 видов соответственно), видовой состав птиц в биотопах, характеризующихся высокой степенью застройки значительно беднее (12 – 15 видов). Основу фауны, как и в других городах, составляет отряд Воробьинообразные (48.2%). По числу видов преобладают представители европейского и транспалеарктического типов фаун (78.1% орнитофауны). Для г. Волгограда установлены изменения видового состава, связанные с различным уровнем антропогенной нагрузки.
- По биотопической приуроченности абсолютно доминируют дендрофильные и лимнофильные виды (33 и 32 вида соответственно), тогда как доля склерофильных и кампофильных птиц невелика. В целом в трофической структуре по числу видов преобладают энтомофаги (38.3% всей орнитофауны), что связано с наличием обширных озелененных территорий (не подвергающихся обработке химическими инсектицидами) с широким ассортиментом древесных и кустарниковых пород, в которых обитают многочисленные разнообразные по составу сообщества насекомых.
- Городские местообитания с различной степенью антропогенной трансформации весьма существенно отличаются по показателям относительной численности, суммарной биомассы, разнообразия сообществ, выравненности. Максимальная плотность населения характерна для районов многоэтажной застройки (379.1 – 2365.7 особей/км2), где по суммарному обилию преобладают виды синантропного комплекса. В лесопарках, на водоемах и открытых пространствах, близких по условиям к природным экосистемам, относительная численность птиц снижается до 42.7 – 916.7 особей/км2. Наибольшим разнообразием и выравненностью сообщества птиц исследованных биотопов характеризуется в предгнездовой и гнездовой периоды.
- На застроенных городских территориях группа доминирующих видов практически не изменяется в течение года. В нее входят преимущественно синантропные виды: голубь сизый, ворона серая, воробей домовый. Для биотопов, близких к природным, группа доминантов характеризуется большим разнообразием: кряква обыкновенная, хохотунья, грач, синица большая, сорока, воробей полевой, щегол черноголовый и другие, причем наблюдаются существенные отличия в составе этой группы по сезонам. Суммарная доля видов, доминирующих в орнитонаселении городских биотопов колеблется в разные сезоны года от 35.0 до 98.9% общего обилия.
- Основными факторами, определяющими пространственную дифференциацию состава орнитонаселения урбанизированных ландшафтов, являются: застроенность, искусственно повышенная кормность местообитаний, степень озелененности территории. Прочие факторы являются менее значимыми, а некоторые (как например, антропогенное загрязнение) оказывают на состав, распределение и численность птиц только опосредованное влияние.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
* - публикации в печатных изданиях перечня ВАК РФ
1. Колякина Н.Н. Возможность использования птиц как показателей среды на различных участках урбанизированной территории / Н.Н. Колякина // Инновационные технологии в экологическом образовании: пути, формы и методы их реализации. Материалы научно-практической конференции. Волгоград, апрель 2004 г. – Волгоград, Перемена, 2004 – С. 35-38.
2. Колякина Н.Н. Орнитофауна городской территории (на примере г. Волгограда) (статья) / Н.Н. Колякина // Материалы IV международной конференции «Динамика научных достижений — 2005». Том 1. Биология. — Днепропетровск, 2005. — С. 31-33.
3. Колякина Н.Н. Урбанизация и состояние орнитофауны и орнитонаселения городской территории / Н.Н. Колякина // Тезисы докладов IX региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области. Волгоград, 9-12 ноября 2004 г. – Волгоград, Перемена, 2005. – С. 23-25.
4. Колякина Н.Н. Специфика городской орнитофауны / Н.Н. Колякина // Поволжский экологический вестник. [Текст]. Вып. 11. / ВОРЭА; науч. ред. В.Ф. Желтобрюхов, отв. ред. П.Е. Шкодич, редкол.: В.А. Брылев [и др.]. – Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2005. – С. 275-279.
5. Колякина Н.Н. Структурное разнообразие городской орнитофауны (на примере Волгограда) / Н.Н. Колякина // Экология и экономика. Материалы круглого стола. Волгоград, 30 марта 2005 г. – Волгоград, Изд-во ВолГУ, 2005 - С. 94-98.
6. Колякина Н.Н. Влияние орнитонаселения на благополучие городской среды / Н.Н. Колякина // Материалы III региональной научно-практической конференции «XXI веку – здоровое поколение». 11-12 мая 2007 г. – Михайловка, 2007 – С. 168-171.
7. Колякина Н.Н. Орнитофауна лесопарков города Волгограда / Н.Н. Колякина // Биосистемы, биомониторинг, образование, здоровье: материалы науч.-практ. конф. Волгоград, апрель 2006 г. – Волгоград, Изд-во «Перемена», 2007. – С. 70-73.
8. *Колякина Н.Н. Структура доминирования в орнитокомплексах урбанизированной территории / Н.Н. Колякина // Проблемы региональной экологии, № 5, 2007. – С. 100-104.
9. Колякина Н.Н. Влияние загрязнения городской среды на орнитологические сообщества / Н.Н. Колякина // Альманах-2008. – Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2008. – С. 147-154.
10. Власов Е.А. Зимняя орнитофауна г. Волгограда / Е.А. Власов, Н.Н. Колякина // Эколого-экономические оценки регионального развития: материалы круглого стола. г. Волгоград, 30 марта 2009 г. – Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2009. – С. 216 – 220.
