Пространственно-временная структура и динамика орнитофауны урбанизированных территорий (на примере г. Волгограда) (стр. 1 )

На правах рукописи

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

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, доцент

кандидат биологических наук, доцент

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. » , V учебный корпус, ауд. № 61; , e-mail: *****@***ru

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке имени ГОУ ВПО «Саратовский ГУ».

Автореферат разослан « » мая 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

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.

1.  Фаунистический состав сообществ птиц урбанизированных территорий колеблется по биотопам и определяется экологическими особенностями местобитаний.

2.  Амплитуда сезонных изменений состава фауны и суммарных показателей обилия птиц разных экологических групп существенно варьирует в пределах биотопов урбанизированной среды.

3.  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.

4.  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» (), «Птицы СССР» («Птицы России и сопредельных регионов») (), «Жизнь животных. Т. 6. Птицы» (1986)). Типы фауны птиц приводятся по (1938). Для описания распределения птиц использовалась шкала численности и доминирования (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.