Роль млекопитающих в таежных и лесостепных экосистемах освоенных и охраняемых территорий камского бассейна

НазваниеРоль млекопитающих в таежных и лесостепных экосистемах освоенных и охраняемых территорий камского бассейна
страница1/4
ДВОРНИКОВ МИХАИЛ ГРИГОРЬЕВИЧ
Дата конвертации25.12.2012
Размер488,7 Kb.
ТипАвтореферат
  1   2   3   4





На правах рукописи


ДВОРНИКОВ МИХАИЛ ГРИГОРЬЕВИЧ


РОЛЬ МЛЕКОПИТАЮЩИХ В ТАЕЖНЫХ И ЛЕСОСТЕПНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ОСВОЕННЫХ И ОХРАНЯЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ КАМСКОГО БАССЕЙНА


Специальность 03.02.08 – экология (биология)


Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук


Тольятти – 2010

Работа выполнена на кафедре экологии

Вятской государственной сельскохозяйственной академии




Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор Кряжимский Федор Викторович;



Официальные оппоненты:

член-корреспондент РАН,

доктор биологических наук, профессор

Ивантер Эрнест Викторович;


доктор биологических наук, профессор Шляхтин Геннадий Викторович;


доктор биологических наук, профессор Каплин Владимир Григорьевич


Ведущая организация:


Удмуртский государственный университет (г. Ижевск)


Защита диссертации состоится 13 октября 2010 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 002.251.01 при Институте экологии Волжского бассейна РАН по адресу:

445003, Самарская обл., г. Тольятти, ул. Комзина, 10.

Тел. (8482) 489-977; факс (8482) 489-504; E-mail: ievbras2005@mail.ru


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института экологии Волжского бассейна РАН, с авторефератом – в сети Интернет на сайте ВАК по адресу: www.vak.ed.gov.ru.


Автореферат разослан «____» ____________________ 2010 г.


Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук А.Л. Маленев


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Комплексные научные исследования по изучению биосферных процессов в биогеоценозах (БГЦ) были организованы в 1970-е годы на особо охраняемых (ООПТ) и на прилегающих к ним территориях (Соколов, Филонов и др., 1997). Было установлено, что изменение состояния природно-территориальных комплексов (ПТК), популяций фоновых, редких видов растений и животных зависит уже не только от прямого воздействия и их изъятия из среды обитания, сколько от преобразований биотопов хозяйственной деятельностью человека (Ширяев, 2000; Видякин, 2004; Горшков, 2006; Захаров, 2006). Изменения происходят достаточно быстро, а адаптивные процессы в популяциях обладают некоторой инертностью (Глушков, 1980; Кудактин, Честин, 1993; Пажетнов, 1993; Данилкин, 1999; Савельев, 2003). В отдельные периоды времени эти процессы усугубляла нерациональная эксплуатация популяций растений и животных (Гордиюк, 1996; Данилкин, 1999, 2002; Страхов, Писаренко, 2008). В осваиваемых человеком ландшафтах ПТК с заповедными участками, организованными для сохранения природного наследия и поддержания биосферных процессов в БГЦ, превратились в «острова» (Туганаев,1981; Соколов, Филонов и др., 1997). Наряду с отмеченным, были выявлены и последствия техногенных загрязнений данных экосистем (Ильенко, 1974; Покаржевский, Усачев, 1993; Безель, Большаков, Воробейчик, 1994; Лебедева, 1999; и др.), что выразилось в обеспокоенности утраты биоразнообразия и деградации экосистемных функций. Для оптимизации управления биотой были сформулированы «Основные положения Национальной стратегии сохранения биоразнообразия России». С 2003 г. реализация Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Научные основы сохранения биоразнообразия России» явилась первым шагом выполнения этого плана действий (Павлов, 2006).

В данной работе представлены результаты многолетних комплексных исследований экосистем и млекопитающих как их компонента, преемственно выполненные по выше обозначенным направлениям с 1974 по 2009 гг.

Цель исследований: Разработка теоретических и методологических основ комплексного анализа функциональной и средообразующей роли млекопитающих как компонента экосистем, равно как и ресурса, обеспечивавшего и продолжающего обеспечивать развитие человеческих обществ, несмотря на то, что он испытывал и испытывает их воздействия на состояние популяций и местообитаний животных при разных технологиях и режимах природопользования.

Задачи исследований:

1. Разработка научно обоснованного и комплексного подхода к оценке главных составляющих современного структурно-функционального состояния экосистем, в разной степени подверженных воздействию человека.

2. Максимально полное изучение изменений и преобразований экосистем в широком диапазоне действия природных и антропогенных факторов.

3. Изучение и выявление адаптаций к среде обитания, синантропизации млекопитающих, использование их ресурсов в лесных и лесостепных экосистемах в связи с возрастающими антропогенными воздействиями на ПТК.

4. Изучение функциональной роли диких и домашних млекопитающих в исследованных экосистемах; оценка относительного значения кормодобывания и других факторов в средообразующей деятельности.

5. Исследование участия млекопитающих в продукционном и вещественно-энергетическом процессах в экосистемах с разным режимом природопользования, в том числе и подвергающихся техногенным загрязнениям.

6. Разработка мероприятий и формулирование предложений по механизмам рационального природопользования и сохранения биологического и ландшафтного разнообразия на основе партнерского взаимодействия ООПТ, землепользователей и ресурсопользователей в лесорастительных округах на длительную перспективу.

Научная новизна и теоретическая значимость исследований.

1. Впервые предложен и разработан подход к изучению структурно-функциональной организации сообществ и экосистем лесостепи и таежной зоны, ориентированной на оценку состояния экосистем. Основой данного подхода явились: (а) инвентаризация современной биоты, (б) оценка структуры и продуктивности сообществ животных и растений, (в) оценка параметров биологического круговорота и потоков энергии, свойственных для зональных БГЦ на малонарушенных (особо охраняемых) территориях, так же, как и для более крупных иерархических единиц северо-востока Европы, в том числе и в историческом аспекте.

2. На основе экспериментальных исследований в таежном биоме выявлена структурно-функциональная организация освоенных и охраняемых лесных и луговых БГЦ, определены продуктивность и параметры биогеохимического круговорота и поведения техногенных химических элементов в пищевой цепи экосистем.

3. На основе оригинальной методики восстановлена плотность и, соответственно, биомасса позвоночных животных лесной и лесостепной зон в историческом плане, рассчитано её потребление людьми, что позволило оценить потенциальную численность (емкость среды) населения людей в лесных и лесостепных экосистемах прошлого и их динамику.

4. Прослежены адаптации группировок крупных млекопитающих популяционного ранга к изменяющимся условиям среды и их местообитаниям, в частности, к фактору беспокойства их человеком. В современных условиях, с возрастанием прямого преследования крупных млекопитающих во время длительных сроков охоты, усилились их миграции и кочевки на заповеданные и малоосвоенные территории.

5. За 70-летний период получены количественные характеристики колебаний структуры биомассы хозяйственно-ценных (промысловых) млекопитающих, населяющих заповедные ПТК. На этих территориях плотность животных выше, чем на территориях, подверженных значительному антропогенному прессу. На основе количественных оценок биомассы млекопитающих определены их функциональная и средообразующая роли в лесных, лесостепных, луговых БГЦ.

Практическая значимость исследований. Результаты разработок автора по теме исследований использовались: в проекте в 2004 г. Государственный природный заповедник (ГПЗ) «Тулашор», Кировская область; ИЭРИЖ УрО АН РФ, г. Екатеринбург; в учебном процессе на биологическом факультете Вятской с/х академии при подготовке учебного пособия «Основы общей экологии» (Киров, 2008). Предложенные принципы и механизмы реализации комплексного природопользования будут использоваться в практической деятельности региона, так как направлены на предписываемое законодательством РФ сохранение биоразнообразия.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. В таежных и лесостепных зонах плотность населения человека за 8 тыс. лет увеличилась с 0,03 до 50 чел./км², уменьшились на 30-60% площади лесных земель и запасы фитомассы и биомассы млекопитающих, изменились структура биогеоценозов и параметры биологического круговорота, поэтому, как можно полагать, исходя из общих положений классической экологии, должна была снизиться устойчивость экосистем.

2. На ООПТ плотность человека в настоящее время составляет 0,03-0,15 чел./ км², поэтому колебания количественных характеристик БГЦ, в частности биомассы млекопитающих, происходят в пределах, не выходящих за границы среднемноголетних значений, характеризующих устойчивые состояния экосистем. На освоенных же территориях наблюдается низкая плотность зверей, а также прослеживается упрощение структуры их сообществ.

3. Функциональная роль млекопитающих в зональных биогеоценотических процессах зависит от динамики экосистем и популяционных циклов, свойственных их видам. Фитофаги поддерживают пастбищный путь энергетического потока, а также заметна их роль в детритной цепи в экосистемах, они способствуют лесовозобновлению и развитию коэволюционных связей с хищными животными.

4. Региональная стратегия сохранения биоразнообразия, основанная на сравнительных оценках состояния освоенных и охраняемых территорий, в частности, популяций млекопитающих, должна быть ориентирована на согласованное природопользование (заинтересованное партнерство) всех хозяйствующих субъектов в лесорастительных округах для поддержания их устойчивого существования и функционирования.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на более чем 40 симпозиумах, конференциях и совещаниях: на Всесоюзных совещаниях по копытным фауны СССР (Москва, 1975, 1980, 1989); на Всесоюзном совещании «Редкие виды млекопитающих и их охрана» (Москва, 1977); на съездах Териологического общества (Москва, 1986, 1990, 1999, 2003); на Всесоюзном совещании «Грызуны» (Нальчик, 1988); на Международном семинаре «Дичь, охрана окружающей среды, охрана редких видов животных» (Москва, 1989); на «Международном симпозиуме по лосю» (Сыктывкар, 1990); на Международном симпозиуме «Проблемы изучения и охраны биоразнообразия и природных ландшафтов Европы» (Пенза, 2001); на Международной конференции «Природное наследие России: изучение, мониторинг, охрана» (Тольятти, 2004); на Международной научно-практической конференции «Современные проблемы природопользования, охотоведения и звероводства» (Киров, 2002, 2007); на Международной научно-технической конференции «Охрана и рациональное использование животных и растительных ресурсов России» (Иркутск, 2003); на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития» (Киров, 2007); на Межрегиональной научно-практической конференции «Состояние и перспективы заповедного дела в Уральском Федеральном округе» (Ханты-Мансийск, 2007); на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития» (Киров, 2008); и на ряде региональных совещаний.

Публикации. Материалы диссертации изложены в 85 работах в российских и зарубежных журналах и сборниках, из них основных работ – 23, в том числе 9 – в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, 4 – в монографических изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация объемом 483 стр. состоит из введения, семи глав, заключения, выводов, списка цитируемой литературы (1065 источников, в том числе на иностранном языке) и 9 приложений. Работа изложена на 346 страницах, содержит 37 рисунков и 67 таблиц.

Личный вклад автора состоит в выборе направления исследований, сборе, обобщении и обработке исходной информации, интерпретации полученных результатов.

Благодарности. Автор благодарит: научного консультанта, доктора биологических наук, профессора Ф.В. Кряжимского; доктора биологических наук, профессора В.В. Ширяева, доктора биологических наук Г.В. Оленева за всестороннюю помощь и поддержку.


ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. Объекты исследований и характеристика региона

1.1. Объекты исследований, материал и методики

Полевые исследования проводились во все сезоны, в среднем по 100 дней ежегодно, с 1974 по 2008 гг. в таежных, лесостепных и горно-тундровых охраняемых и освоенных экосистемах. Ландшафтно-картографические сведения, особенности климата, рельефа, гидрологии, растительного покрова, животного населения, памятники (150) древней истории Волго-Камья и участки современного хозяйствования человека послужили основой для выбора постоянных модельных площадей. Стационарные исследования в 1974-1988 гг. и в 1997-2007 гг. проводились в заповедниках «Ильменский» и «Нургуш», в 1989-1996 гг. в ряде охотничьих хозяйств и заказников – по методическому пособию «Летопись природы в заповедниках СССР» (Филонов, Нухимовская, 1985). Постоянные и временные площади размером по 1 га (Программа и методика биогеоценологических исследований, 1974) были приурочены к профилю долин рек и к горам. Основными объектами исследований на постоянных стационарах были сопряженные БГЦ и составляющие их компоненты по структурным блокам: растительность, растительноядные и хищные звери, их популяции и сообщества. На пробных площадях проводился пересчет древостоев, подрост и подлесок бирковался и в ряде случаев огораживался от воздействия копытных. Использовались также программные подходы по организации комплексных экологических исследований и мониторинга в заповедниках (Егоров, 1980; Соколов, Пузаченко и др., 1983). На стационарах экологического профиля (Сочава, 1978) в горах (Дворников, Дворникова, 1985) и в долинах (Дворников, 2007) ранжирование склонов и поймы по гидрорежиму позволило более информативно проводить анализ изучения биоразнообразия. На свежесрубленных и подгрызенных бобрами деревьях разного возраста по ранее апробированному подходу (Дворников, Дворникова, 1986) определяли фракционный состав фитомассы (на Урале - на 29 и в Предуралье - на 78 моделях). Опад прослеживали круглогодично на площадках стандартными уловителями ящичного типа площадью 1м² (30 экз.). Запасы плодов, ягод, грибов и травостоя учитывали в периоды их максимального развития. Укосы травостоя в 20-30 повторностях проводили в рамке 50х50 см. Во всех случаях фитомассу высушивали до абсолютно-сухого состояния (Дворников, 2004б). Учёты зверей (ЗМУ), птиц, амфибий и рептилий проводили в заповедниках и их охранных зонах на маршрутах (общая длина – 2 815 км в Предуралье и 2800 км – на Урале) и площадках в соответствующие сроки общепринятыми методами (Новиков, 1949; Дворников, Дворникова, 1984; Пестов, Бакка и др., 1999). Специально учитывали по береговой линии бобров (в сочетании с отловом и оценкой мощности поселений); лося и косулю - по зимним кучкам дефекаций на маршрутах – 515 км на Урале и 170 км – в Предуралье; волка, рысь, барсука, медведя - по замерам отпечатков лап с картированием следов и идентификацией особей, групп и стай – 300 км ежегодно (на модельных площадях 900 км²); крота и куриных птиц - на постоянных маршрутах; водоплавающих птиц – на модельных водоемах (Дворников, Дворникова, 2009). Материалы учетов на территории заказников и охотхозяйств проходили экспертизу в «Центрохотконтроле».

При визуальных встречах крупных животных (1020 косуль, 1610 лосей, 1806 кабанов и т.д.) по М.Н. Смирнову (1978) с помощью бинокля устанавливался пол и, по возможности, возраст, отмечали время, погоду, поведение, стадность, дистанцию вспугивания, встречу молодняка и его количество. В дополнении к личным наблюдениям обработаны данные о визуальных встречах крупных растительноядных и хищных млекопитающих с 1936 по 2009 гг., содержащиеся в опубликованных работах (Язан, 1972; Филонов, 1977; Гордиюк, 2002; Нейфельд, 2004; Маланьин, 2006; и др.).

В снежный период жизнедеятельность зверей изучалась методом троплений (Тимофеева, 1974; Гордиюк, 2002). Общий объем работ составил: лось – 146, кабан – 96, косуля – 84; лисица – 27, куница – 23, горностай – 16, волк – 14; рысь – 8 и заяц-беляк – 42 тропления. Питание изучалось при троплении кормящихся зверей по содержанию пищи в желудках 517 добытых особей и по анализам собранных 728 экз. экскрементов хищников (Новиков, 1949; Кряжимский и др., 2003). По содержанию в экскрементах хищников остатков меченного цветными нитками корма судили об осваиваемой ими территории (Дворников, 2007). Определение количества разных ярусов подроста и подлеска, диаметра (в том числе скусов) проводились на пробных площадях, где замерено более 15 000 экземпляров. Определение фитомассы, отторгаемой и потребляемой зверями (по подсчету кучек экскрементов), проводилось на тех же площадках и на 1755 моделях подроста и подлеска с помощью прямых подсчетов скусов и коэффициентов перевариваемости кормов (Дворников, Дворникова, 1986). О других формах прямого и косвенного влияния зверей на травянистую растительность судили по изменениям видового состава, проективного покрытия, запасам фитомассы, по сравнению с участками, где следы млекопитающих были не выявлены. Изучение воздействия млекопитающих на почвенный покров на тропах и на древесно-кустарниковую растительность при очистке рогов и мечении территории проводилось на 10 маршрутах по М.Н. Смирнову (1978) с фиксированной шириной учетной полосы и на 60 стационарных площадках. Места выбросов почвы кротом, водяной полёвкой и слепушонкой метили, выбросы замерялись и взвешивались, и из них отбирали пробы для химанализов, полученные сведения пересчитывались на 1 га.

Ежегодно на ООПТ проводили учеты гибели крупных зверей за снежный период по М.А. Лавову (1971), с учетом случайно обнаруженных останков животных, погибших в течение года и выявленных при троплениях жертв хищников. По возможности, устанавливали естественные и антропогенные причины гибели, пол, возраст, наличие травм и огнестрельных ранений, зараженность гельминтами. Мелких млекопитающих учитывали (в местах зимовок до периода размножения) линиями канавок (Дворников, 2004б). Зверей и птиц добывали по специальным разрешениям в охранных зонах и сопредельных с ними охотхозяйствах. Добываемые и погибшие животные замерялись (в том числе черепа зверей) по общепринятым схемам, взвешиванием определялась их масса, у 460 особей крупных и средних млекопитающих опеределяли возраст по развитию черепа и по слоистым структурам зубов (Дворников, Дворникова, 1984; Малафеев и др., 1986). Показатели массы и плотности животных, по сведениям с ООПТ и сопредельных территорий (Региональные доклады…), использовали в расчётах их биомассы (Дворников, 2007). В совокупности обобщены наблюдения за 25 популяционными группировками млекопитающих.

В фитомассе, зоомассе, осадках и почве выявлены содержания химических элементов. Пробы отбирались в необходимых объёмах (Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений, 1983). Анализы проводились в аккредитованных лабораториях ФГУ «Кировский центр агрохимслужбы» и Института минералогии УРО РАН атомно-абсорбционной спектрофотометрией, радионуклиды - на комплексе «Прогресс». Материалы исследований статистически обработаны с применением методов вариационной статистики (Плохинский, 1970), стандартных и специальных компьютерных программ (Песенко, 1982; Баев, Пенев, 1990; и др.). Во всех случаях расчетов принимались к вниманию показатели, соответствующие уровню значимости – 0,95, и их стандартные оценки критериев надежности. Термин «биогеоценоз» (БГЦ) применяется нами для обозначения конкретных сообществ, однородных по структуре и занимающих определенную площадь, а термин «экосистема» – для обозначения любого сообщества. Объединенные стоком БГЦ (Дворников, 2004б) рассматривались как комплексный биогеоценоз (Данилов, 1980).

1.2. Характеристика природных условий и районирование региона

ПТК и природно-антропогенные комплексы (ПАК) таежных, лесостепных и степных экосистем расположены в умеренном поясе 51º-63º с.ш. и 43º-65º в.д. Приводится характеристика природных условий зональных и региональных единиц (Мильков, 1977; Френкель, 1997; Чернов, 1975; Тишков и др., 1995; Кликашева, 1997; и др.) и особенностей биоты в лесорастительных округах. Обозначены индикаторные виды, характерные для таежных, лесостепных и степных экосистем. Прослежены исторические сведения растительного покрова и сообществ млекопитающих (Рябова, 1965; Панова, Маковский, 1979; Шаландина, 1981; Петренко, 1984; Благовещенская, 2006; и др.), современные изменения лесного фонда в лесорастительных округах и районах (Исаев, Коровин и др., 1995; Видякин, 2004; Дворников, 2007; и др.).


  1   2   3   4

Похожие:

Роль млекопитающих в таежных и лесостепных экосистемах освоенных и охраняемых территорий камского бассейна iconСистема особо охраняемых природных территорий и ее роль в сохранении и восстановлении биологического и почвенного разнообразия Республики Адыгея
Работа выполнена в Управлении Федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзора) по Республике Адыгея и...
Роль млекопитающих в таежных и лесостепных экосистемах освоенных и охраняемых территорий камского бассейна iconРоль особо охраняемых природных территорий в сохранении лесов и поддержании экологического баланса территорий Авторы: Соколов В. А., Данилин И. М., Шишикин А. С., Втюрина О. П., Бореева А. С., Келлер В. А., Кузьмик Н. С., Плешикова В. П., Кобяков В. М
Авторы: Соколов В. А., Данилин И. М., Шишикин А. С., Втюрина О. П., Бореева А. С., Келлер В. А., Кузьмик Н. С., Плешикова В. П.,...
Роль млекопитающих в таежных и лесостепных экосистемах освоенных и охраняемых территорий камского бассейна iconО концепции целевой программы сохранения и развития особо охраняемых природных территорий города москвы на 2011-2013 гг
Правительства Москвы от 2 сентября 2008 г. N 788-пп "О совершенствовании системы управления особо охраняемыми природными территориями...
Роль млекопитающих в таежных и лесостепных экосистемах освоенных и охраняемых территорий камского бассейна icon1. Исторический очерк расселения. 9
Природно-экологический каркас Республики Калмыкии. Система особо охраняемых природных территорий. 88
Роль млекопитающих в таежных и лесостепных экосистемах освоенных и охраняемых территорий камского бассейна iconРаспоряжение
Концепцию развития системы особо охраняемых природных территорий федерального значения на период до 2020 года
Роль млекопитающих в таежных и лесостепных экосистемах освоенных и охраняемых территорий камского бассейна icon«Разработать эколого-экономические обоснования для образования особо охраняемых природных территорий федерального значения»
Российский государственный проектно-изыскательский институт по проектированию лесохозяйственных предприятий и природоохранных объектов...
Роль млекопитающих в таежных и лесостепных экосистемах освоенных и охраняемых территорий камского бассейна iconСхема территориального планирования майкопского района республики адыгея
Перечень особо охраняемых природных территорий на территории Майкопского района. 8
Роль млекопитающих в таежных и лесостепных экосистемах освоенных и охраняемых территорий камского бассейна iconНаучные труды гпз “Присурский”. Чебоксары-Москва: Клио, 2003. Том 11. С. 206 217. Удк. 595. 763. 71 К фауне c ryptophagidae и languriidae ( insecta, coleoptera ) чувашской республики
Роль особо охраняемых территорий в сохранении исчезающих степей и сурков Евразии/ Материалы двух международных научных форумов (Россия,...
Роль млекопитающих в таежных и лесостепных экосистемах освоенных и охраняемых территорий камского бассейна iconСправочник лесничего Казахстана
Справочник предназначен практическим работникам государственных учреждений лесного хозяйства и особо охраняемых природных территорий,...
Роль млекопитающих в таежных и лесостепных экосистемах освоенных и охраняемых территорий камского бассейна iconМеханизмы поведения млекопитающих: роль стресса и неопределенности среды
Работа выполнена в отделе научных исследований гук «Московский зоологический парк»
Разместите кнопку на своём сайте:
поделись


База данных защищена авторским правом ©docs.podelise.ru 2012
обратиться к администрации
ЖивоДокументы
Главная страница