Пространственно-временная динамика биоразнообразия птиц алтай-саянского экорегиона и стратегия его сохранения
жүктеу/скачать 0.52 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы.
- Цели и задачи исследования.
- Основные положения, выносимые на защиту
- Научная новизна работы.
- Структура и объем диссертации.
- Глава 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ОСОБЕННОСТИ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ ПТИЦ АЛТАЙ-САЯНСКОГО ЭКОРЕГИОНА (СРЕДНЕСИБИРСКАЯ ЧАСТЬ)
- Глава 2. МЕТОДИКИ И МАТЕРИАЛЫ. ГЕОГРАФИЯ СТАЦИОНАРНЫХ И МАРШРУТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АВТОРА
|
На правах рукописи БАРАНОВ Александр Алексеевич ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ДИНАМИКА БИОРАЗНООБРАЗИЯ ПТИЦ АЛТАЙ-САЯНСКОГО ЭКОРЕГИОНА И СТРАТЕГИЯ ЕГО СОХРАНЕНИЯ Специальность 03.00.16 – экология Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Красноярск – 2007 Работа выполнена в Красноярском государственном педагогическом университете им. В.П. Астафьева
Научный консультант доктор биологических наук, профессор Доржиев Цыдыпжап Заятуевич
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Бабенко Владимир Григорьевич доктор биологических наук, профессор Пыжьянов Сергей Владимирович доктор биологических наук, профессор Хохлов Александр Николаевич
Ведущая организация: Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, г. Якутск
ученой степени доктора наук в Бурятском государственном университете По адресу: 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина 24а. Биолого-географический факультет, конференц-зал Факс: (3012) 21159; e-mail:d21202203@mail.ru С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Бурятского государственного университета Автореферат разослан «_____» ______________ 2007 г. Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук Н.А. Шорноева ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы. Среднесибирская часть Алтай-Саянского экорегиона (АСЭР) до последнего времени в орнитологическом отношении оставалась наименее изученной территорией Евразии. Вместе с тем, это – один из немногих регионов, где природные комплексы, несмотря уже на произошедшие антропогенные изменения, сохранились в состоянии, близком к естественному. Характерной чертой экологического региона является сочетание горных экосистем и различных по площади межгорных котловин, которые включают биомы горной тундры, леса, степи и пустыни. Благодаря мозаичности условий, разнообразию среды жизни и избирательности к ней отдельных видов, на территории Алтай-Саянского экорегиона (среднесибирская часть) отмечается высокий уровень биоразнообразия птиц. Здесь можно обнаружить гнездование целого ряда особо охраняемых видов, внесенных в Красный список МСОП-96 (сухонос, черный гриф, степная пустельга и др.). В пределах региона обитает 97 видов пернатых представляющих интерес как особо охраняемые птицы на федеральном и региональном уровне. Эти особенности и обстоятельства позволяют поставить Алтай-Саянский экорегион в число особо ценных территорий в деле сохранения генофонда исчезающих и редких птиц фауны Российской Федерации и планеты в целом. Поэтому неслучайно экорегион включен в «Global 200» - список определенный Всемирным фондом дикой природы (WWF) девственных или мало измененных территорий мира, в которых сосредоточено более 90% биоразнообразия планеты (Алтай-Саянский, 2000). В настоящее время биологическому разнообразию придается очень большое значение, поскольку оно является гарантом сохранения буферности биосферы и стабильности среды обитания человека. Инвентаризация биологического разнообразия является одной из актуальных задач, поскольку дает возможность объективнее оценить значимость того или иного экорегиона с целью его сохранения. Благополучное прохождение точки бифуркации человеческой цивилизацией во многом определяет состояние именно этого параметра биосферы (Куприянов, 2006). Особую ценность представляют горные экосистемы с их эндемичной авифауной. Не случайно в документах, принятых еще в 1992 г. на конференции ООН по окружающей среде и развитию, все горные регионы мира отнесены к категории «хрупких экосистем». Их изучение и, особенно решение проблемы сохранения биологического разнообразия, включено в число приоритетных задач XXI века (сайт ООН: http://www.un.org/russian). Для оценки грядущих изменений с целью предотвращения негативных последствий и сохранения биоразнообразия требуется целая система базовых знаний и мониторинговых исследований. В орнитологическом отношении она включает, прежде всего, качественное состояние биоразнообразия, общую тенденцию пространственно-временной динамики и стратегию сохранения особо уязвимых видов. Именно эти проблемы рассматриваются в диссертационной работе.
Для достижения этой цели было поставлено ряд задач: 1. Изучить видовой состав птиц летнего и зимнего населения и особенности его распределения в горах и межгорных котловинах Алтай-Саянского экорегиона. 2. Охарактеризовать основные причины интенсивного формообразования птиц и значение Алтай-Саянского экорегиона как области повышенного биоразнообразия. 3. Выявить надвидовые и внутривидовые группировки птиц обитающих в пределах экорегиона и дать их эколого-географическую характеристику. 4. Изучить динамику границ ареалов птиц и причины, определяющие её на территории среднесибирского региона в ХХ в.. 5. Выявить флаговые и фокальные виды птиц Алтай-Саянского экорегиона и особенности их территориального размещения и экологии. 6. Определить основные проблемы и пути сохранения, особо охраняемых видов птиц России, обитающих на территории республики Тыва (как модельного региона). Таким образом, настоящая работа посвящена ретроспективному анализу состояния биоразнообразия птиц Алтай-Саянского экорегиона в течение последнего столетия, изучению генезиса авифауны и фаунистических связей с сопредельными территориями. Большое внимание уделено особо охраняемым видам птиц - их территориальному размещению, численности и особенностям экологии в условиях гор и межгорных котловин Алтай-Саянского экорегиона, а также определению ближайших возможностей сохранения птиц на территории республики Тыва – рефугиума многих особо охраняемых видов птиц Российской Федерации. Выполненное исследование создает научную базу, которая позволит обосновать решения по вопросам воспроизводства, устойчивого использования и сохранения птиц, станет вкладом в Национальную стратегию и План действий по сохранению биоразнообразия (1999) , при разработке, которой следует учитывать региональные особенности биоты.
1. Алтай-Саянский экорегион – область интенсивного формообразования птиц Палеарктики в четвертичный период, что определяет высокий уровень его современного биоразнообразия. 2. Глобальное потепление и антропогенная трансформация ландшафтов повлекли экологические перестройки условий обитания, предопределили динамику границ ареалов птиц и трансформацию среднесибирской авифауны в ХХ веке. 3. Высокий уровень видового и подвидового эндемизма и уникальные экологические особенности птиц экорегиона требуют кардинальных мер по их сохранению. 4.Алтай-Саянский экорегион – рефугиум особо охраняемых видов птиц Северной Евразии. 5. Выделение флаговых и фокальных популяций – один из основных принципов включения видов в региональные Красные книги с целью сохранения основной части их генофонда в России. Научная новизна работы. За период с 1972-2007 гг. произведена ревизия и инвентаризация авифауны экорегиона, собрана обширная информация по внутривидовому разнообразию птиц, об их пространственном и биотопическом размещении, численности и биологии, которая не только существенно дополнила знания, но принципиально изменила представления об орнитологической фауне южной части Средней Сибири, а также о состоянии уникальных популяций (горный гусь - на деревьях, черный аист – на скалах и др.) и позволила выработать ряд концептуальных решений в практике сохранения биоразнообразия. Сформулированы основные причины интенсивного формообразования и динамики ареалов, объясняющие их современное распространение, особенности таксономического разнообразия птиц АСЭР, их экологическую специфику, внутривидовые и межвидовые связи. Как итог многолетних исследований, на основе ретроспективного анализа и коллекционных материалов, выявлена пространственно-временная динамика границ ареалов 78 видов птиц, из которых 66 – расширяют гнездовой ареал, а у 12 видов отмечается как пространственное, так и количественное сокращение популяционных группировок в пределах Среднесибирского региона. Дана экспертная оценка численности алтае-саянских популяций особо охраняемых видов птиц, занесенных в Красную книгу Российской Федерации. Разработано представление об Алтай-Саянском экорегионе как локальном центре формообразования птиц, сформировавшемся в позднечетвертичное время. Выявлены основные направления естественного отбора в алтае-саянских популяциях птиц. Вкладом в теорию эволюции видов стали исследования видового и подвидового эндемизма в фауне птиц Среднесибирского региона. Полученные результаты значимы для изучения факторов микроэволюции, векторов отбора на территории Средней Сибири и Центральной Азии, механизмов и темпов дивергенции. Впервые описаны специфичные популяции (экотипы) Eulabeia indica, Buteo hemilasius, Ciconia nigra и их адаптации в условиях пессимума на территории Алтай-Саянского экорегиона. Инвентаризация авифауны южной части Средней Сибири, описания эколого-ландшафтных орнитологических комплексов – существенный вклад в оценку биоразнообразия Алтай-Саянского экорегиона. Практическое значение. Результаты исследований используются при оптимизации сети особо охраняемых природных территорий республики Тыва и Красноярского края. В частности, они легли в основу научного обоснования и рекомендаций по созданию кластеров заповедника «Убсунурская котловина» - Монгун-Тайга, Оруку-Шынаа и 12 планируемых ООПТ (9 заказников, 3 памятника природы) на территории республики Тыва (Баранов, 1991; Система особо охраняемых природных территорий Алтай-Саянского экорегиона, 2001). Составлены картосхемы местонахождения гнездовых участков особо охраняемых птиц и видов с явно выраженной динамикой границ ареалов в ХХ в. Данные, полученные с помощью спутникового навигатора, обработаны в программе Arc View Gis 3.2 для работы со снимками Landsat-7. Эти данные, прежде всего, необходимы для составления кадастров гнездовий особо охраняемых видов птиц Алтай-Саянского экорегиона, с целью создания оптимальной сети особо охраняемых природных территорий (микрозаказников и памятников природы), без изъятия больших площадей из природопользования. Разработана и реализована программа мониторинга популяций особо охраняемых видов птиц с использованием GPS и ГИС-технологий. Внедрена практика создания искусственных гнездовых сооружений с целью увеличения численности гнездящейся части популяции горных гусей. Разработан и реализован на практике совместно с управлением охотничьего надзора республики Тыва, метод многолетнего мониторинга за состоянием уникальной популяции горных гусей, гнездящихся на деревьях в гнездах черного коршуна. Оригинальные многолетние материалы использованы при подготовке Красной книги Российской Федерации (2001), Красной книги Красноярского края (2000; 2004). Красной книги республики Тыва (2002), Красной книги республики Хакасия (2004). На их основе автором были подготовлены и опубликованы учебно-методические пособия для студентов биологических специальностей, учителей и учащихся школ - «Редкие и исчезающие животные Красноярского края: птицы и млекопитающие» (1988), «Особо охраняемые животные Приенисейской Сибири» (2004; 2006), «Особо охраняемые природные территории Красноярского края» (2004; 2006). Две последние книги опубликованы в 2006 г. с грифом Агентства образования администрации Красноярского края для реализации Национально-регионального компонента образовательных программ. Многие годы комплексные исследования проводились в рамках творческого сотрудничества с Ховдским филиалом Монгольского государственного университета (Монголия), в результате чего были подготовлены и опубликованы - монография «Результаты полевых исследований Российско-монгольской комплексной экспедиции в 2001 г.» (2004), сборник научных трудов «Животное население, растительность Северо-Западной Монголии и бореальных лесов, лесостепей Средней Сибири» (2003), проведены две совместные конференции. Материалы диссертационной работы использованы: в лекционных курсах по экологии, биогеографии, охране природы, разработанных для ВУЗов Красноярска, Абакана, Кызыла, Минусинска; в ряде специальных орнитологических экспертиз, в том числе судебных (ФСБ). По заказу Центрального телевидения СССР был снят документальный фильм «Горный гусь. Уникальное гнездовье», автором которого является А.А.Баранов, оператором Ю.И. Устюжанинов. Фильм стал лауреатом Всесоюзного кинофестиваля документальных фильмов и участником конкурса в Париже (1989 г.). Кроме того, на основе материалов исследований по заказу Красноярского телевидения были сняты фильмы «Черный коршун», «Птицы на гнездах», которые широко демонстрируются. Апробация работы. Основные положения и результаты исследований были представлены более чем в 40 докладах, выступлениях, сообщениях и демонстрациях на научных форумах различного ранга: XVIII Международном орнитологическом конгрессе (Москва, 1982), II Всесоюзная конференция по миграциям птиц (Алма-Ата, 1978). Всесоюзное совещание по проблеме кадастра (Москва, 1985), I Всесоюзного орнитологического съезда (Ленинград, 1986), Всесоюзный симпозиум (Фрунзе, 1989), X Всесоюзная орнитологическая конференция (Минск, 1991), V международная конференция (Ховд (Монголия), 2001), II и III Международные орнитологические конференции (Улан-Удэ, 2003; 2006), VI Международная научная конференция (Томск, 2003), XII Международная орнитологической конференции Северной Евразии (Ставрополь, 2006), Международная научно-практическая конференция (Шушенское, 2006). Публикации. Всего автором опубликовано более 160 научных работ. Основные результаты исследований отражены в более 90 научных публикациях, в том числе 34 работы – в соавторстве. Из них 7 монографий, 7 научных статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК. На основе оригинальных материалов автора опубликованы 3 учебно-методических пособия. Автор является учредителем и ответственным редактором межвузовского сборника научных трудов, регулярно издаваемого РИО КГПУ им. В.П. Астафьева (5 изданий). Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 510 страницах машинописного текста и состоит из введения, 7 глав, заключения, выводов и приложения. Список использованной литературы включает 935 наименований, из которых 58 на иностранных языках. Работа содержит 26 таблиц, иллюстрирована 56 рисунками и 25 зоогеографическими картами, часть из которых вынесена в приложение. Благодарности. Завершение настоящего исследования стало возможным, прежде всего, благодаря поддержке руководства и коллег по Красноярскому государственному педагогическому университету им. В.П. Астафьева (КГПУ): ректора - профессора Н.И. Дроздова, профессора В.Р.Майера. В процессе многолетней научной деятельности постоянную помощь мне оказывали бывшие сотрудники кафедры зоологии и экологии КГПУ, доценты: Т.А. Ким и В.И. Мельникова. Неоценимую помощь в научной работе и во время совместных экспедиций в течение многих лет оказывал выпускник биолого-географического факультета КГПУ, ныне декан биологического факультета профессор Сибирского федерального университета (СФУ) А.П. Савченко. Я крайне признателен ему и за предоставленную возможность работы с коллекционными фондами СФУ, за ценные советы и критические замечания при работе над диссертацией. Многие тонкости этологии и гнездовой биологии птиц раскрыл мне Владимир Владимирович Леонович во время нескольких совместных полевых экспедиций и личных общений. В сборе коллекций и полевых материалов в период обучения в аспирантуре непосредственное участие принимали: доценты – И.К. Гаврилов, Е.В. Екимов, А.М. Степнов, старшие преподаватели – К.К. Воронина, О.Н. Мельник, А.В. Мейдус. За ценные советы и критические замечания при работе над авторефератом выражаю благодарность доценту И.К. Гаврилову. Во время подготовки рукописи диссертации большую помощь в техническом оформлении оказали Е.В. Екимов, К.К. Воронина, аспиранты С.В. Чеблоков и Е.Ю. Екимова. Всем коллегам я выражаю свою глубокую и сердечную благодарность и признательность. Особую благодарность выражаю вдохновителю и научному консультанту доктору биологических наук, профессору Цыдыпжапу Заятуевичу Доржиеву за неоценимые советы и критические замечания при подготовке рукописи диссертации. Я всегда буду бесконечно признателен моему учителю и наставнику во всех начинаниях и совместных экспедициях Лео Суреновичу Степаняну определившему мой жизненный и научный путь. Светлая ему память.
Среднесибирская часть Алтай-Саянского экорегиона - это обширная территория, включающая восточный Алтай, Западный Саян и значительную часть Восточного Саяна, а также горы Тувы с обширными межгорными котловинами Минусинской, Тувинской, Убсу-Нурской и др., достигает на юге 50°, а на севере 56° с. ш. Положение описываемой области на границе сибирских и центральноазиатских ландшафтов, в удалении от морей и океанов, значительная амплитуда высот и разнообразное строение рельефа, для которого характерно чередование межгорных котловин, лежащих на разных высотах, с хребтами и нагорьями, различная ориентация хребтов по отношению к путям движения влагосодержащих воздушных масс — все это обусловливает разнообразие его природных условий, влияющее на формирование биоразнообразия птиц. В главе дана характеристика природных условий отдельных горных структур - Кузнецкого Алатау, горного узла юго-западной части региона, Саянских гор и Минусинской впадины, гор и межгорных котловин республики Тыва (Тувинская котловина, Восточного и Западного Танну-Ола, горы Западного Саяна, лежащие в пределах республики Тыва включают хребты Куртушибинский, Хемчикский, Сайлыг-Хем-Тайга, Сальджур, восточные отроги Саянского хребта и Алашское плато, Тоджинская котловина и горные структуры Восточно-Тувинского нагорья). Подробно описываются особенности природных условий Убсу-Нурской котловины, как одной из составляющих котловины Больших озер Монголии (Средняя Сибирь, 1964), имеющей своеобразный и специфичный состав птиц. В описании природных условий каждой структуры главное внимание уделено характеристике наименее освещенной в литературе ландшафтной структуре региона, в значительной мере определяющей общий облик биоразнообразия и наиболее характерные виды птиц, обитающие в соответственных условиях. Глава 2. МЕТОДИКИ И МАТЕРИАЛЫ. ГЕОГРАФИЯ СТАЦИОНАРНЫХ И МАРШРУТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АВТОРА В основу настоящей работы положены результаты 35-летних (1972-2007 гг.) исследований автора на территории Средней Сибири и Центральной Азии. Полевые работы проводились на стационарах в различных точках Алтай-Саянского экорегиона: республика Тыва, Хакасия, Бурятия, Красноярский край, Иркутская и Кемеровская области, республика Алтай, Северо-Западная Монголия. Территориально арена исследований в целом составила около 600 тыс. км2. Работы выполнялись коллективом аспирантов кафедры зоологии и экологии под руководством профессора А.А. Баранова по одному из приоритетных направлений вуза «Закономерности территориального размещения и экологии животных Средней Сибири», за счет федеральных и внутривузовских грантов (К - 1126 ФЦП «Интеграция», 1999 – 2001гг.; выполняемого совместно и Институтом леса СО РАН, СибГТУ, научный руководитель проекта профессор А.А. Баранов; «Комплексная российско-монгольская экспедиция» 12-05-1/ФП, 2005г.; 51-06-1/ФП, 2006г.; «Экологические основы сохранения биоразнообразия птиц Алтай – Саянского экорегиона» 50-05-1/ФП, 2005г.; 54-06-1/ФП, 2006г. и др.). Под руководством автора подготовлено и защищено 6 кандидатских диссертаций, из них четыре по указанному направлению: И.К. Гаврилов «Особенности экологии птиц в ландшафтных ярусах Западного и Восточного Саяна» (1999 г.), Т.В. Злотникова «Особенности экологии птиц в условиях антропогенного ландшафта Минусинской котловины» (2002 г.), Е.В. Екимов «Трофические связи и пространственное размещение совообразных в Средней Сибири» (2003г.), А.М. Степанов «Сравнительная экология дятлообразных южной части Средней Сибири» (2004г.), материалы которых также использованы при написания диссертационной работы. Для полевых исследований ежегодно в весенне-летний сезон привлекались 2-3 учебных группы студентов факультета естествознания Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева и студенты-дипломники. Ежегодно предпринимались маршрутные исследования (на автотранспорте и сплавсредствах) для изучения пространственного размещения птиц путем сплошного обследования территорий. В процессе полевых работ производились сборы коллекций птиц, изготавливаемые методом мягкой набивки. Отстреливались или отлавливались экземпляры птиц, прежде всего, обладающих географической изменчивостью, для определения подвидового ранга, изучение которых для исследуемой территории было необходимо, а также птиц с трудом определяемых по полевым признакам, гнездование которых на исследуемой территории до этого было проблематичным,. Всего за время исследований было собрано около 2500 экземпляров птиц 275 видов. Для анализа территориального размещения птиц были использованы: личные коллекционные сборы автора (значительная часть которых просмотрена и определена до подвида с помощью Л.С. Степаняна), коллекционные фонды СФУ, зоологического музея МГУ, Красноярского краеведческого музея, Тувинского государственного университета и зоологического музея г. Кызыла, экспозиции и коллекции Ховдского университета (Монголия), орнитологическая коллекция Лео Суреновича Степаняна. Коллекционные материалы А.А. Баранова хранятся в Красноярском государственном педагогическом университете им. В. П. Астафьева, часть сборов передана в зоомузей МГУ и приватную орнитологическую коллекцию Л. С. Степаняна (2001). При изучении биоразнообразия птиц и их экологии использовались общепринятые методики (Кузякин и др., 1959; Второв, Дроздов, 1960; Дроздов, Злотин, 1962; Кузякин, 1962; Merikallie, 1946, 1958; Kondeigh, 1944; Japp, 1956; Наумов, 1965; Равкин, 1967, Дробялис, 1990; Савченко и др., 1996; Бибби и др. 2000). Видовой состав птиц изучался как на стационарах, так и в ходе маршрутных учетов (пеших и автомобильных), экскурсий, учетов на площадках. Фиксировались местообитания, время, характер пребывания птиц в момент наблюдения. Координаты и высота над уровнем моря для всех встреч фиксировались с помощью спутникового навигатора. Полученные данные обрабатывались в программе Arc View Gis 3.2 и наносились на снимок Landsat-7 имеющий географическую привязку (Баранов, Екимов, 2006). Были получены различные по полноте сведения о сроках и характере пребывания, сроках размножения, плодовитости, выживаемости эмбрионов и птенцов, распределению по местообитаниям 378 видов птиц. Пространственные и экологические связи птиц, гнездящихся в пределах описываемой области, выяснялись путем регистрации гнезд или же по слеткам и молодым. Было найдено и изучено свыше 3250 гнезд с яйцами и птенцами 283 видов птиц. В ходе полевых работ автором были собраны обширные фото- и видеоматериалы по различным группам птиц, часть из которых использована в диссертационной работе. Зимний аспект птиц изучался в основном в южной и юго-западной Туве, в связи со специфичными условиями района, обеспечивающими возможность зимовки целого ряда птиц из многих местностей Алтае-Саянской горной системы. Кроме того, зимние наблюдения и коллектирование птиц проводились в Западном и Восточном Саяне, на хребтах Сенгелен и Хорумнуг-Тайга. Все это позволило достоверно оценить современное биоразнообразие птиц и показать пространственно-временную динамику его в пределах Алтай-Саянского экорегиона в ХХ столетии. Изучение основных аспектов экологии отдельных видов птиц проводилось по методикам «Исследование продуктивности вида в пределах ареала» (1973; 1977). При зоогеографическом сравнении разных участков использовались коэффициенты общности фаун по П. Жаккару с последующей обработкой данных с помощью кластерного анализа (Песенко, 1982). Названия видов, подвидов и их систематическое положение приведены по Л.С. Степаняну (1975; 1978; 1990; 2003), некоторые наименования семейств приняты по Каталогу птиц СССР (Иванов, 1976). жүктеу/скачать 0.52 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|