Дарвинский государственный природный биосферный заповедник
Изменение структуры сообщества хищных птиц Молого-Шекснинской низменности в результате образования Рыбинского водохранилища и создания Дарвинского заповедника
А.В. Кузнецов, М.В. Бабушкин babushkin02@mail.ru seaeagle01@yandex.ru
Молого-Шекснинская низменность расположена в бассейне Верхней Волги, на границе Вологодской, Тверской и Ярославской областей
Работа выполнена на основании данных многолетних наблюдений, проведенных в Дарвинском заповеднике по программе Летописи природы Дарвинский государственный заповедник образован в1945 г. Заповедник неразрывно связан с Рыбинским водохранилищем, для изучения которого он и был создан. Заповедник расположен в центре водохранилища, на низменном водораздельном Молого-Шекснинском полуострове. Водохранилище вышло на проектную отметку в 1947 г., а уже с 1946 года в заповеднике были начаты регулярные научные исследования и мониторинг биоты. Общая площадь заповедника – 112, 6 тыс. га, в т.ч.: суши – 67,1 тыс. га и прилегающей акватории – 45,5 тыс. га. 3
Под водами водохранилища исчезли луга, поля, пойменные озера, дубравы и черноольховые топяные леса.
Затопление низменности стало масштабной экологической катастрофой для всех обитающих здесь видов.
Структура сообщества хищных птиц Молого-Шекснинской низменности в различные периоды (%%) Виды
1935-1941
1953-1962
1983-1992
2000-2010
Скопа
0,2
17,4
32,6
42,8
Осоед
3,2
0,0
0,0
0,2
Черный коршун
14,6
20,1
6,3
5,3
Орлан-белохвост
0,0
9,1
22,4
27,6
Тетеревятник
1,6
3,5
4,2
4,1
Перепелятник
4,9
5,9
4,2
5,2
Обыкновенный канюк
9,7
16,2
2,5
1,0
Большой подорлик
3,2
5,2
4,2
0,5
Беркут
0,2
2,9
0,7
0,0
Змееяд
0,2
1,6
0,0
0,0
Болотный лунь
6,5
0,0
14,8
5,1
Сапсан
0,5
2,7
0,0
0,0
Чеглок
4,9
8,9
4,9
5,1
Дербник
0,8
0,6
2,5
3,1
Обыкновенная пустельга
40,5
5,9
0,7
0,0
ИТОГО:
100,0
100,0
100,0
100,0
Основные процессы в биотическом комплексе прибрежной зоны Рыбинского водохранилища 9. Возникновение и распространение зарослей камыша озерного (80-е годы – настоящее время) 8. Возникновение и распространение зарослей тростника (70-е годы – настоящее время) 7. Образование и распространение ивняковых зарослей (60-е годы – настоящее время) 6. Образование и дальнейшая фрагментация пояса осочников (1946 – настоящее время) 5. Образование и постепенное разрушение всплывших торфяных островов (1945 – настоящее время) 4. Возникновение и разрушение пояса рогоза (1946-1954) 3. Образование и разрушение комплексов прибрежной растительности за косами и низменными островами (в основном 19451955) 2. Затопление лесов и образование широкой полосы затопленных лесов, их последующее выпадение и полное исчезновение (в основном 1945-1965) 1. Затопление и исчезновение пойменного 6 комплекса (1941-1944).
Зона временного затопления водохранилища – арена максимального взаимодействия двух сред
Зона временного затопления – место наибольшей концентрации биоразнообразия. Здесь встречается 95% видов птиц, отмеченных в Дарвинском заповеднике.
В прибрежной зоне наиболее выражены процессы, проходящие под влиянием затопления и дальнейшего динамического развития водохранилища. Особое значение в прибрежной части водохранилища имеет зона временного затопления (ЗВЗ) – мелководная часть, расположенная между нормальным проектным уровнем 102 м над у.м. и отметкой 98 м. Это центральный структурный блок водно-наземного экотона, где проявляется максимальное взаимовлияние двух сред (Залетаев, 1997). Биотический комплекс зоны временного затопления начал формироваться в первые годы образования водохранилища и процесс этот не закончился до сих пор. Колебания уровня водохранилища являются мощным нарушающим фактором, определяющим развитие всех элементов 7 биоты.
ЗАТОПЛЕННЫЕ ЛЕСА
1949
1955
Значение затопленных лесов 1.В затопленных лесах были сосредоточены обширные заросли водных растений – места обитания водных беспозвоночных – кормовая база водоплавающих птиц . 2.Затопленные леса обеспечивали отличные защитные условия для линных водоплавающих птиц 3.В затопленных лесах были сосредоточены колонии цапель, гнездились орланы-белохвосты и скопы.
1968
Гнездо орлана
1977 8
СЕРАЯ ЦАПЛЯ В ДАРВИНСКОМ ЗАПОВЕДНИКЕ Годы
1948 1949 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971
Количество колоний
Численность, гн. пар
2 7
190 654 460 304 260 298 139 91 112 169 181 132 150 70 59 40 32 36 10 0 0 0 30 30
11 9 8 6 3 3 3 3 3 5 3 2 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1
Большая Янская колония, 1949 г.
Большая Янская колония, 1955 г. 9
РОГОЗ, ВОДЯНАЯ КРЫСА И БОЛЬШОЙ ПОДОРЛИК
Рогоз появился в зоне временного затопления в 1946 году. К 1948 году уже образовался пояс рогоза, расположенный ниже пояса осочников.
Водяная крыса появилась в зоне временного затопления в 1948 году, как только сформировались заросли осок и рогоза. Богатые крахмалом корневища рогоза обеспечивали водяную крысу зимними кормами.
На всем пространстве своего ареала большой подорлик тесно связан с водяной крысой. В 1949 году в заповеднике загнездилось сразу 13 пар большого подорлика. До 1954 года численность водяной крысы колебалась по годам, но была довольно высокой. С 1952 года начинается гибель рогоза и к 1954 году рогоз в зоне затопления практически исчезает. Численность водяной крысы с 1955 года существенно снизилась, с 1956 года она уже не учитывается на постоянных линиях ловушек. В это же время начинается снижение численности большого подорлика. Гнездовая группировка большого подорлика продолжала существовать за счет замещающих кормов (ондатра, белка). Снижение численности этих видовжертв, особенно ондатры, привело к исчезновению большого подорлика. В настоящее время этот вид лишь эпизодически, не ежегодно гнездится в 10 заповеднике.
ВОДЯНАЯ КРЫСА И БОЛЬШОЙ ПОДОРЛИК
11
ФОРМИРОВАНИЕ ПОПУЛЯЦИЙ СКОПЫ И ОРЛАНА-БЕЛОХВОСТА В ДАРВИНСКОМ ЗАПОВЕДНИКЕ До образования водохранилища несколько пар скопы гнездились вблизи крупных озер среди болот на Молого-Шекснинском водоразделе. Орлан-белохвост в то время на гнездовье отмечен не был. После затопления началось формирование популяций этих видов в Дарвинском заповеднике.
12
ОБРАЗОВАНИЕ И ФРАГМЕНТАЦИЯ ПОЯСА ОСОЧНИКОВ
Осочники – основные местообитания мелких млекопитающих и змей в зоне временного затопления.
Осоковый пояс возник с первых лет образования водохранилища. Он занимает верхнюю часть зоны временного затопления. Осочники проявили высокую степень устойчивости к колебаниям уровня, вынося как длительное затопление, так и длительное осушение.
13
ОБРАЗОВАНИЕ ИВНЯКОВЫХ ЗАРОСЛЕЙ И ФРАГМЕНТАЦИЯ ОСОКОВОГО ПОЯСА В ЗОНЕ ВРЕМЕННОГО ЗАТОПЛЕНИЯ
1960
1972
1981 Условные обозначения - осочники - двукисточник тростниковидный - ива
1987
2010 14
ОБРАЗОВАНИЕ ИВНЯКОВЫХ ЗАРОСЛЕЙ И ФРАГМЕНТАЦИЯ ОСОКОВОГО ПОЯСА
1987
1992
1997
1995
2003 15
ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗАРОСЛЕЙ ТРОСТНИКА Тростниковые заросли сначала возникли на всплывших торфяных островах, где они сформировались еще в 60-е годы. С начала 70-х годов , после катастрофически маловодных 1972 и 1973 гг. тростник начал активно распространяться по зоне временного затопления, занимая широкую полосу между 100 и 102 горизонталями. К настоящему времени в некоторых участках зоны временного затопления тростник образует полосу шириной до 2-3 км. При этом местами он внедрился и в пояс осочников, способствуя его фрагментации и сокращению площади, занятой осоками.
16
ФРАГМЕНТАЦИЯ ПОЯСА ОСОЧНИКОВ Распространение ивняков, двукисточника тростниковидного и тростника способствует сокращению занятых осоками площадей, что приводит к снижению численности мелких млекопитающих, в первую очередь полевкиэкономки. Вследствие этого происходит снижение численности пернатых хищниковмиофагов: обыкновенной пустельги, канюка и ушастой совы.
17
Структура сообщества хищных птиц Молого-Шекснинской низменности в различные периоды (%%) Виды
1935-1941
1953-1962
1983-1992
2000-2010
Скопа
0,2
17,4
32,6
42,8
Осоед
3,2
0,0
0,0
0,2
Черный коршун
14,6
20,1
6,3
5,3
Орлан-белохвост
0,0
9,1
22,4
27,6
Тетеревятник
1,6
3,5
4,2
4,1
Перепелятник
4,9
5,9
4,2
5,2
Обыкновенный канюк
9,7
16,2
2,5
1,0
Большой подорлик
3,2
5,2
4,2
0,5
Беркут
0,2
2,9
0,7
0,0
Змееяд
0,2
1,6
0,0
0,0
Болотный лунь
6,5
0,0
14,8
5,1
Сапсан
0,5
2,7
0,0
0,0
Чеглок
4,9
8,9
4,9
5,1
Дербник
0,8
0,6
2,5
3,1
Обыкновенная пустельга
40,5
5,9
0,7
0,0
ИТОГО:
100,0
100,0
100,0
100,0
Благодарим за внимание!
спасибо
ВСПЛЫВШИЕ ТОРФЯНИКИ
1951
1968 20
ВСПЛЫВШИЕ ТОРФЯНИКИ
2003
Всплытие торфа 21
ФОРМИРОВАНИЕ ПОПУЛЯЦИИ ЛЕБЕДЯ-КЛИКУНА В ДАРВИНСКОМ ЗАПОВЕДНИКЕ Первая пара лебедей загнездилась в заповеднике в 1983 году, на озере среди верхового болота. Вскоре они стали гнездиться еще на двух озерах. Это были те самые озера, где лебеди гнездились в начале XX века, но к 1920 году гнездование прекратилось.
Образование обширных тростниковых зарослей позволило лебедям освоить зону временного затопления. В 1993 году был отмечен первый выводок лебедей в тростниках в зоне временного затопления. В 2002 году с вертолета была учтена 21 гнездящаяся пара, общая численность лебедей в заповеднике составила 100 птиц. Авиаучеты 2008 года показали, что численность лебедей увеличилась и составляет 150 птиц.
22
Структура сообщества хищных птиц – интегральный индикатор изменения среды Виды Скопа Осоед Черный коршун Орлан-белохвост Тетеревятник Перепелятник Обыкновенный канюк Большой подорлик Беркут Змееяд Болотный лунь Сапсан Чеглок Дербник Обыкновенная пустельга ИТОГО
1953-1962 1983-1992 2000-2010 17,4 32,6 42,8 0,0 0,0 0,2 20,1 6,3 5,3 9,1 22,4 27,6 3,5 4,2 4,1 5,9 16,2 5,2 2,9 1,6 0,0 2,7 8,9 0,6
4,2 2,5 4,2 0,7 0,0 14,8 0,0 4,9 2,5
5,2 1,0 0,5 0,0 0,0 5,1 0,0 5,1 3,1
5,9 100,0
0,7 100,0
0,0 100,0
В сообществе пернатых хищников Дарвинского заповедника произошли изменения, свидетельствующие о процессах изменения среды обитания.
Хищные птицы – консументы высшего порядка, занимающие вершины трофических пирамид, завершающие пищевые цепи. В многовидовом сообществе пернатых хищников сосуществуют К-стратеги и r-стратеги. Виды К-стратеги обладают низким репродуктивным потенциалом, тяготеют. к сложноструктурированной, слабонарушенной среде с высоким давлением биотического пресса. По характеру питания это либо полифаги, имеющие широкие пищевые спектры (беркут, орлан-белохвост), либо высокоспециализированные стенофаги, такие как скопа и змееяд. В эту группу входят редкие виды, занесенные в Красную книгу: скопа, орланбелохвост, беркут, змееяд, большой и малый подорлики, сокол-сапсан. Численность их достаточно стабильна. Виды r-стратеги имеют более высокий репродуктивный потенциал, предпочитают нарушенную, упрощенную, нестабильную среду, в их добыче преобладают массовые виды жертв (мелкие млекопитающие). К этой группе относятся канюк, пустельга, светлые луни. Численность их нестабильна, может резко флуктуировать в соответствии с колебаниями 23 численности видов-жертв.
Рисунок 1. Кривая изменения уровня водохранилища, на примере среднемноголетней (1948-2009 гг.), с обозначением основных параметров, используемых в таблице и тексте. 1 - верхняя граница зоны временного затопления (102 м над у.м.). 2 – максимальный уровень водохранилища. 3 – уровень конца вегетационного периода. 4 – нижняя граница зоны временного затопления (98 м над у.м.). а – часть зоны временного затопления, незатопленная в текущем году. б – часть зоны временного затопления, освободившаяся от воды в течение вегетационного периода. в – часть зоны временного затопления, свободная от воды к концу вегетационного периода (а+б). 24
25
Основные тенденции изменения растительности зоны временного затопления в маловодные годы 1. Появление пояса временников. 2. Широкое распространение наземных форм амфибионтных растений. 3. Сокращение обилия водных растений и их сохранение в отдельных рефугиумах. 4. Осушение пояса осочников.
Основные тенденции изменения растительности зоны временного затопления в многоводные годы 1. Исчезновение сухопутных растений. 2. Существование амфибионтных растений в водной форме. 3. Увеличение обилия водных растений и расширение занятых ими площадей. 4. Затопление пояса осочников
26
Основные тенденции изменения численности и продуктивности птиц и млекопитающих в зоне временного затопления в маловодные годы 1.Снижение успешности размножения у водоплавающих птиц. 2.Увеличение численности мелких млекопитающих. 3.Увеличение численности пернатых хищников -миофагов. 4.Увеличение количества щенков в выводках лисиц. 5.Концентрация кабана в прибрежной зоне, сопровождающаяся нарушением растительности зоны затопления и избирательной элиминацией ряда видов (сусак, стрелолист). При этом снижается пресс кабана на лесные сообщества, в частности на комплексы гнезд рыжих лесных муравьев.
Основные тенденции изменения численности и продуктивности птиц и млекопитающих в многоводные годы 1.Увеличение успешности размножения у водоплавающих птиц. 2.Снижение численности мелких млекопитающих. 3.Снижение (до полного исчезновения) пернатых хищников – миофагов. 4.Снижение количества щенков в выводках у лисиц. 5.Усиление роющей деятельности кабана в лесных сообществах, сопровождающееся снижением успешности размножения наземно- гнездящихся птиц и деградацией комплексов гнезд рыжих лесных муравьев.
27
Структура сообщества хищных птиц – интегральный индикатор изменения среды Виды Скопа Осоед Черный коршун Орлан-белохвост Тетеревятник Перепелятник Обыкновенный канюк Большой подорлик Беркут Змееяд Болотный лунь Сапсан Чеглок Дербник Обыкновенная пустельга ИТОГО
1953-1962 1983-1992 2000-2010 17,4 32,6 42,8 0,0 0,0 0,2 20,1 6,3 5,3 9,1 22,4 27,6 3,5 4,2 4,1 5,9 16,2 5,2 2,9 1,6 0,0 2,7 8,9 0,6
4,2 2,5 4,2 0,7 0,0 14,8 0,0 4,9 2,5
5,2 1,0 0,5 0,0 0,0 5,1 0,0 5,1 3,1
5,9 100,0
0,7 100,0
0,0 100,0
В сообществе пернатых хищников Дарвинского заповедника произошли изменения, свидетельствующие о процессах изменения среды обитания.
Хищные птицы – консументы высшего порядка, занимающие вершины трофических пирамид, завершающие пищевые цепи. В многовидовом сообществе пернатых хищников сосуществуют К-стратеги и r-стратеги. Виды К-стратеги обладают низким репродуктивным потенциалом, тяготеют. к сложноструктурированной, слабонарушенной среде с высоким давлением биотического пресса. По характеру питания это либо полифаги, имеющие широкие пищевые спектры (беркут, орлан-белохвост), либо высокоспециализированные стенофаги, такие как скопа и змееяд. В эту группу входят редкие виды, занесенные в Красную книгу: скопа, орланбелохвост, беркут, змееяд, большой и малый подорлики, сокол-сапсан. Численность их достаточно стабильна. Виды r-стратеги имеют более высокий репродуктивный потенциал, предпочитают нарушенную, упрощенную, нестабильную среду, в их добыче преобладают массовые виды жертв (мелкие млекопитающие). К этой группе относятся канюк, пустельга, светлые луни. Численность их нестабильна, может резко флуктуировать в соответствии с колебаниями 28 численности видов-жертв.
СЕРАЯ ЦАПЛЯ В ДАРВИНСКОМ ЗАПОВЕДНИКЕ Количество Годы колоний 1948 2 1949 7 1950 11 1951 9 1952 8 1953 6 1954 3 1955 3 1956 3 1957 3 1958 3 1959 5 1960 3 1961 2 1962 1 1963 1 1964 1 1965 1 1966 1 1967 0 1968 0 1969 0 1970 1 1971 1
Численность, гн. пар 190 654 460 304 260 298 139 91 112 169 181 132 150 70 59 40 32 36 10 0 0 0 30 30
Большая Янская колония, 1949 г.
Большая Янская колония, 1955 г. 29
КОЛОНИЯ СЕРОЙ ЦАПЛИ НА ОСТРОВЕ ВАГАНИХА
30
ФОРМИРОВАНИЕ ПОПУЛЯЦИЙ СКОПЫ И ОРЛАНА-БЕЛОХВОСТА В ДАРВИНСКОМ ЗАПОВЕДНИКЕ
1946-1955
1976-1985
1956-1965
1986-1995
1966-1975
1995-2005
31
ВСПЛЫВШИЕ ТОРФЯНИКИ
1951
1968 32
ВСПЛЫВШИЕ ТОРФЯНИКИ
2003
Всплытие торфа 33
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЗАТОПЛЕНИЯ ОСОЧНИКОВ апр
Годы
- многоводные годы
Период затопления
1
май
2
3
1
июн
2
3
1
июл
2
3
1
авг
2
3
1
сен
2
3
1
окт
2
3
1
ноя
2
3
1
дек
2
3
1
2
3 Продолж.,
дн.
Глубина, см
1948 2дек05-2дек07
60
30-0
1949 1дек05-3дек09
150
65-10
1950 2дек05-1дек07
60
10-0
1951 3дек04-2дек09
150
65-10
200
90-60
1955 2дек05-1дек09
120
130-0
1956 1дек06-3дек09
60
35-0
1957 1дек05-1дек09
120
1958 2дек05-2дек08
100
90-0
1959 1дек05-2дек09
150
120-0
1961 1дек05-2дек10
170
100-30
1962 1дек05-2дек12
200
110-30
1952 1953 1дек05-до ледостава 1954
- полноводные годы
90-0
1960
- маловодные годы - катастрофически маловодные годы
1963 1964 1965 1дек06-1дек09
100
60-0
1966 1дек05-2дек08
110
130-0
1967 2дек05-3дек07
80
60-0
1968 2дек05-3дек07
80
70-0
1969 1дек06-3дек07
60
50-0
1970 1дек05-1дек08
100
90-0
1971 1дек06-3дек06
30
20-0
60
60-0
1972 1973 1974 1дек06-2дек08 1975 1976 1дек06-3дек08
90
60-0
1977 2дек05-2дек07
50
70-0
1978 1дек06-до ледостав
170
60-40
1979 2дек05-3дек07
80
90-0
1980 1дек09-
10
4-0
1981 1дек05-2дек07
60
80-0
1982 3дек05-2дек08
90
50-0
1983 1дек05-3дек08
120
70-0
1984 2дек05-1дек07
60
40-0
1985 2дек05-1дек09
110
70-0
1986 1дек05-2дек07
70
80-0
1987 2дек05-3дек09
130
70-0
1988 2дек05-1дек06
30
30-0
1990 1дек04-3дек06
90
50-0
1991 1дек05-2дек07
80
60-0
1992 2дек05-2дек06
40
10-0
1993 3дек05-1дек06
20
10-0
1994 3дек05-1дек08
80
20-0
1995 1дек05-3дек06
60
80-0
1997 1дек05-3дек07
90
50-0
1998 3дек05-2дек09
120
30-0
1999 3дек05-
10
3-0
2000 1дек05-3дек06
60
20-0
2001 1дек05-3дек07
90
50-0
2002 3дек04-2дек06
60
50-0
2004 2дек05-1дек10
150
70-0
2005 1дек05-1дек08
100
50-0
2006 2дек05-2дек07
70
50-0
2007 2дек04-1дек07
90
60-0
2008 2дек04-2дек08
130
60-0
2009 1дек05-1дек08
100
60-0
1989
1996
2003
34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Затопление обширных территорий приводит к катастрофическим изменениям биотического комплекса и исчезновению многих видов. На месте исчезнувших экосистем возникают новые, приспособленные к существованию в условиях периодического затопления. Важнейшее значение на современном этапе имеют такие процессы как развитие тростникового пояса, распространение ивняков и зарослей двукисточника тростниковидного, сопровождающиеся фрагментацией осокового пояса. В результате этого происходит снижение численности мелких млекопитающих (полевки-экономки и водяной крысы) и сокращение численности связанных с ними хищных птиц. Увеличивается численность хищных птиц-рыбоядов (скопы и орланабелохвоста). Развитие тростникового пояса способствовало появлению и увеличению численности лебедя-кликуна. Продолжается формирование биотического комплекса зоны временного затопления - центрального блока водно-наземного экотона. находящегося под нарушающим влиянием водохранилища. Для понимания этого процесса необходимо его изучение и мониторинг силами специалистов различных профилей.
35
Благодарим за внимание!
36