Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

пространственно-биотопическое размещение и особенности экологии петрофильных видов птиц южной части средней Сибири

03.02.08 - экология (биологические науки)

Близнецов Александр Сергеевич

Улан-Удэ - 2011

Работа выполнена в Красноярском государственном педагогическом университете им. В.П. Астафьева

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Баранов Александр Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Елаев Эрдэни Николаевич

кандидат биологических наук

Екимов Евгений Владимирович

Ведущая организация: Институт экономики, управления

и природопользования ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Защита состоится « 23 » декабря 2011г. в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.022.03 при ФГБОУ ВПО «Бурятский государственный университет»

по адресу:

670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, Биолого-географический факультет, конференц-зал

Факс: (3012)210588; e-mail: d21202203@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

ФГБОУ ВПО «Бурятский государственный университет»

Автореферат разослан «____» ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук Шорноева Н.А.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. «Каждое животное приспособлено к особым экологическим условиям, и поэтому его ареал состоит из пятен подходящих биотопов, окруженных преградами, состоящими из неподходящих местообитаний», - Майр (1947).

Изучение адаптивных особенностей экологии животных относится к числу важнейших и пока еще недостаточно разработанных проблем современной биологии. В настоящее время эта проблема рассматривается в нескольких направлениях. Одним из них является выяснение общих черт развития адаптаций в процессе эволюции.

Недостаточное количество работ посвящено экологической конвергенции с изучением механизмов адаптаций птиц различных систематических групп к определенным условиям, в том числе и скально-каменистым местообитаниям.

Под петрофильной группировкой птиц следует понимать комплекс видов, использующих различные формы скальных образований (скальные обнажения на склонах гор, береговые скальные обрывы, скальные останцы, каменистые склоны и осыпи обломочного материала) в качестве гнездовых стаций. Обязательным условием для включения того или иного вида в состав петрофильного комплекса является формирование у его популяций длительных устойчивых связей со скалами, выступающими в роли укрытия или субстрата для гнездовых сооружений.

Петрофильные птицы, которым посвящена настоящая работа, чрезвычайно разнородная группа птиц. Объединяет их потребность в скальных образованиях для успешного размножения и выведения потомства. Поскольку число скально-каменистых биотопов ограничено, такая потребность проявляется как лимитирующий экологический фактор, заставляющий взаимодействовать различные виды птиц. В местах совместного гнездования возникают разнообразные поведенческие и экологические связи, приводящие к образованию комплексов видов, зависящих друг от друга, со сложными внутри- и межвидовыми взаимоотношениями. В настоящем исследовании петрофильные птицы рассматриваются как специализированная экологическая группировка птиц, возникшая на базе особенностей размножения под влиянием одного направляющего фактора.

Возникновение явления петрофильности у птиц, по-видимому, самым тесным образом связано с историей формирования горных ландшафтов. Существенной особенностью гор является широкое распространение в них различных форм вертикального расчленения рельефа в виде выходов на поверхность скал, камней, крупно- и мелкообломочных осыпей и так далее. Населяя подобные биотопы, птицы петрофильного комплекса оказываются, пожалуй, одной из наиболее специализированных группировок в составе горной авифауны. В этой связи дальнейшее изучение птиц скально-каменистых биотопов может внести существенный вклад в разработку концепции о путях и механизмах формирования авифауны гор в целом.

Цель работы: изучение видового состава, пространственно-биотопической организации и особенностей экологии петрофильных птиц южной части Средней Сибири.

Задачи:

1. Определить видовой состав петрофильного комплекса птиц южной части Средней Сибири.

2. Выявить генезис комплекса птиц скал и каменистых осыпей района исследований.

3. Описать характер размещения скально-каменистых местообитаний и выявить общие закономерности распределения петрофильных видов птиц в различных широтных зонах и ландшафтных ярусах южной части Средней Сибири.

4. Изучить пространственно-биотопическую организацию населения птиц петрофильного комплекса на территории исследуемого региона.

5. Выявить особенности биотопического размещения и экологии модельных видов птиц в специфических условиях скально-каменистых местообитаний южной части Средней Сибири.

Защищаемые положения:

1. Спорадичность распространения и повышенная экологическая емкость скально-каменистых местообитаний в зональных условиях определяет высокий уровень видового разнообразия и плотности населения птиц по сравнению с зональными ландшафтами.

2. Видовое разнообразие, плотность населения и степень петрофильности птиц скально-каменистых местообитаний увеличиваются в южном направлении, что является реакцией на усиление аридности зональных условий обитания.

3. Различная степень петрофильности, разнообразие биотопических и стациальных преференций определяют экологическую неоднородность группировки; пространственная ограниченность скально-каменистых биотопов предопределяет изменение территориальных взаимоотношений и формирование синойкии в популяциях птиц петрофильного комплекса.

Научная новизна работы. Впервые в настоящей работе петрофильный комплекс птиц рассмотрен как целостная экологическая группа. Проведена инвентаризация и составлена экологическая классификация птиц скально-каменистых местообитаний южной части Средней Сибири. Выявлен генезис птиц петрофильной группы. Изучено пространственно-территориальное размещение птиц скал и каменистых осыпей в различных широтных зонах и ландшафтных ярусах. Впервые определена зависимость изменения общей плотности населения и видового состава птиц скально-каменистых местообитаний в подзонах от степени опустынивания зональных ландшафтов. Выявлена роль скальных образований в формировании экотипов у периферийных популяций птиц в аридных условиях Центральной Азии.

Практическое значение. Полученные материалы по экологии петрофильных видов птиц найдут применение при разработке теории адаптации животных к специфическим условиям существования.

Материалы исследования применяются в учебном процессе на факультете биологии географии и химии Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева.

Предлагаемая работа стимулирует и открывает направления дельнейших исследований птиц петрофильного комплекса.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены и обсуждены на международных научных и научно-практических конференциях: V Международная конференция по хищным птицам Северной Евразии (Иваново, 2008); IV Международная орнитологическая конференция (Улан-Удэ, 2009); IX-XIV Международная научная школа-конференция студентов и молодых ученых «Экология южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2005-2010 гг.); XIII Международная орнитологическая конференция Северной Евразии (Оренбург, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, из них 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Общий объем работы составляет 205 страниц, из них 6 таблиц, 66 рисунков. Библиографический список включает 264 наименования, в том числе 8 на иностранных языках.

Благодарности. Прежде всего, выражаю искреннюю благодарность и признательность моему научному руководителю доктору биологических наук профессору Александру Алексеевичу Баранову за неоценимую помощь на всех этапах подготовки и написании диссертационной работы, а также возможность пользоваться фондами научной библиотеки. Во время подготовки рукописи диссертации большую помощь в техническом оформлении оказала доцент кафедры зоологии и экологии К.К. Воронина. Выражаю признательность доктору биологических наук профессору МПГУ Владимиру Григорьевичу Бабенко за конструктивные советы при сборе материалов во время совместных полевых экспедиций. Также выражаю благодарность всем сотрудникам кафедры биологии и экологии КГПУ им. В.П. Астафьева за поддержку, критические замечания и ценные рекомендации.

ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЮЖНОЙ ЧАСТИ СРЕДНЕЙ СИБИРИ. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ

1.1 Общая характеристика природных условий района исследований

Южная часть Средней Сибири расположена в пределах Алтае-Саянского экорегиона, который по программе «Global 200» экспертами Всемирного фонда дикой природы WWF включен в список девственных и малоизмененных экорегионов мира.

Характерной чертой региона является высокая мозаичность ландшафтов, выраженная сочетанием горных экосистем и различных по площади межгорных котловин, которые включают биомы горной тундры, леса, степи, полупустыни и настоящие пустыни.

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.

Значительное простирание региона с севера на юг приводит к появлению широтной зональности, которая проявляется в различиях ландшафтов северных и южных котловин и склонов одной и той же экспозиции на разных широтах.

В аридных условиях региона скалы и осыпи распространены неравномерно и образованы различными по происхождению и структуре горными породами. В Минусинской котловине это преимущественно скальные обнажения куэстовых гряд, в Тувинской - каменистые участки горных склонов и небольшие скальные выходы. В Убсу-Нурской и Урэг-Нурской котловинах скально-каменистые участки занимают наиболее значительные по площади пространства. В пределах Убсу-Нурской котловины имеются многочисленные скальные останцы, образованные гранитными интрузиями.

1.2 География полевых стационарных и маршрутных исследований

Полевые работы проводились как на маршрутах, так и в стационарных условиях. Модельными участками, где проводили основные стационарные работы, были избраны на территории Минусинской котловины - долина р. Белый Июс (куэстовая гряда Сундуки), р. Черный Июс (между деревнями Подкамень и Устинкино), в Убсу-Нурской котловине - скальные останцы, расположенные в долине р. Тес-Хем (урочище Цаган-Тологой и кластер заповедника Убсу-Нурская котловина Ямаалыг в окрестностях хр. Агар-Даг-Тайга), шельфовая часть хр. Танну-Ола - припойменные скальные обнажения, каменистые склоны и осыпи в долинах рек Кады-Халыын, Шалаш, Ирбитей, Деспен, Шивилиг-Хем, Харалыг-Хем, в Урэг-Нурской котловине - скальные останцы в долине р. Каргы (урочище Семигорки), каменистые склоны и выходы горных пород хр. Хурен-Тайга (от границы с Монголией до средней части хребта).

На избранных участках наиболее широко представлен весь спектр видового разнообразия птиц скал и каменистых осыпей южной части Средней Сибири и специфические особенности пространственной организации населения этих птиц. Полевые работы проводились ежегодно в течение весенне-летнего периода (май-июль) на одном из стационаров.

Кроме того, ежегодно предпринимались маршрутные экспедиции (на двух автомобилях - УАЗ-39099) для изучения пространственного размещения птиц в различных котловинах путем сплошного обследования территорий на отдельных ключевых участках. На таких территориях учетные работы проводились в течение 2 - 5 дней. Основные маршруты автомобильных экспедиций приведены в диссертации.

1.3 Материалы и методики

При изучении видового состава птиц и их экологии использовались общепринятые методики (Кузякин, 1958; Второв, 1960; Дроздов, 1962; Кузякин, 1962; Merikallio, 1946; Japp, 1956; Наумов, 1963, 1965; Дробялис, 1990; Савченко, 1996; Бибби, 2000). Для видовой и подвидовой идентификации птиц использовались коллекционные материалы зоологического музея Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева. Определение птиц в природе осуществлялось визуально с помощью бинокля и по голосам. Определение до подвида проводилось под руководством А.А. Баранова, а так же по Иванову (1978), Степаняну (1990) и сводкам «Птицы Советского Союза» (1951; 1952; 1954).

Изучение видового разнообразия петрофильных птиц и пространственной организации их населения в разных ключевых участках проводилось в ходе маршрутных учетов (пеших), а также во время рекогносцировочных экскурсий на ключевых участках в ходе автомобильных маршрутных экспедиций. Поиск гнезд осуществлялся методом сплошного осмотра гнездопригодных биотопов и наблюдений. Фиксировались местообитания, места расположения и состояние содержимого гнёзд, птиц с кормом, поведение, время, характер пребывания их в момент наблюдения, как рекомендуют руководства по методам учета птиц (Новиков, 1953; Bibby, 1992; Гудина, 1999). Координаты и высота над уровнем моря для всех встреч и гнездящихся пар, а также протяженность учетных маршрутов фиксировались с помощью спутникового навигатора - GARMIN GPSmap-60Cx. Полученные данные уже в полевых условиях заносились в компьютер (ноутбук), а в стационарных условиях обрабатывались в программе Google Earth Pro 4.3 и наносились на спутниковые снимки.

При обработке данных использовались стандартные статистические методы (Лакин, 1973).

При выявлении степени сходства видового состава птиц скально-каменистых местообитаний различных подзон (межгорных котловин и ландшафтных ярусов) использовался коэффициент общности, который рассчитывался по формуле П. Жаккара:, где a и b - число видов в первой и второй котловине, соответственно, с - число общих видов для этих двух котловин.

Для получения показателей плотности населения птиц проводились учеты с использованием метода маршрутного учета с фиксированными полосами обнаружения всех птиц (Bibby, 1998). Нами было выделено три полосы дальности обнаружения - 0 - 25, 26 - 100 и 101 - 300 м. При учете на склоне расстояние до птицы оценивалось в проекции на учитываемую поверхность. Для склонов, близких к 90° (отвесные скалы), расстояние измерялось в проекции на их основание.

Расчет плотности населения производился с использованием программы DISTANCE 6.0. RELEASE 2 (Buckland, 1993; Laake, 1994).

Птицы, связанные с гнездовыми участками, учитывались в основном визуально, а также по голосам, причем поющий самец принимался за пару.

Общая протяженность учетных маршрутов составила: 350 км - пеших и 1400 км - автомобильных. Для получения сравнимых индексов плотности населения птиц в различных межгорных котловинах и ландшафтных ярусах количественные показатели численности (встречаемости) каждого вида пересчитывались на площади 1 га.

Для оценки обилия и степени доминантности отдельных видов птиц была использована шкала А.П. Кузякина с соавторами (1962).

Изучение основных аспектов экологии отдельных видов птиц проводилось по методикам «Исследование продуктивности вида в пределах ареала» (1973) и «Методики исследования продуктивности и структуры видов птиц в пределах их ареалов» (1977). Особенности гнездовой биологии различных видов птиц выявлялись путём визуальных наблюдений за гнездящимися парами из специализированных палаток - скрадков.

Птицы, их гнездовые сооружения и содержимое гнезд фиксировались на цифровые фото и видеокамеры. За период полевых исследований собраны обширные видеоматериалы по гнездовой биологии особо охраняемых видов хищных птиц и типичных представителей сообществ скал и каменистых осыпей южной части Средней Сибири.

Для проведения полевых работ в Минусинской котловине ежегодно в весеннее-летний сезон привлекались 1-2 учебные группы студентов факультета естествознания Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева.

В диссертационной работе использованы оригинальные фотографии автора и А.А. Баранова.

Русские и латинские названия видов, подвидов и их систематическое положение приведены по Л.С. Степаняну (1975; 1978; 1990; 2003).

ГЛАВА 2. ВИДОВОЙ СОСТАВ И ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЛАНДШАФТНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕТРОФИЛЬНЫХ ВИДОВ ПТИЦ ЮЖНОЙ ЧАСТИ СРЕДНЕЙ СИБИРИ

2.1 Видовой состав и генезис петрофильного комплекса птиц

На территории южной части Средней Сибири петрофильная группировка, использующая различного типа скальные образования для гнездования и выведения потомства, представлена 49 видами птиц, у которых в той или иной степени проявляется петрофильность (рис. 1).

Рис. 1. Соотношение таксономических групп в составе петрофильного комплекса птиц южной части Средней Сибири (%)

1 - Passeriformes, 2 - Falconiformes, 3- Anseriformes, 4 - Strigiformes, 5 - остальные 5 отрядов (стрижеобразные, аистообразные, курообразные, голубеобразные, удодообразные)

Доля петрофильной группировки в общей фауне гнездящихся птиц южной части Средней Сибири составляет 15,8 % (Баранов, 2007).

По своему составу это весьма разнообразная и специфичная группа, что выражается, прежде всего, в особенностях распространения как в вертикальном, так и горизонтально-широтном направлениях. На подгорных равнинах и в предгорьях южной части Средней Сибири обитает 45, из них 38 видов отмечено на гнездовье, в среднегорье - 40 (32 гнездится), а в субальпийском и гольцовом поясе 30 (23 гнездится) видов (рис. 2).

Рис. 2. Видовое разнообразие петрофильной группы птиц в различных ландшафтных ярусах южной части Средней Сибири

Процесс опустынивания зональных степей с севера на юг накладывает заметный отпечаток на структуру высотной поясности гор, обусловливая выпадение горнолесного пояса и способствуя проникновению полупустынных степей в высокогорный пояс. В результате выклинивания лесного пояса становится возможным обмен между высокогорьями и степными сообществами среднегорья, низкогорья и предгорной равнины (Седельников, 1988). Наличие различных форм вертикального расчленения рельефа в виде выходов горных пород, скальных останцов и спускающихся с гор «языков» осыпей и курумов, при отсутствии горнолесного пояса, также способствуют взаимопроникновению равнинных и горных птиц.

Опустынивание зональных степей и усиление экстремальности зональных условий обитания в южном направлении оказывает определенное влияние на различия в качественном составе птиц петрофильной группы южных и северных межгорных котловин. Наблюдается некоторое снижение этого показателя в северном направлении. В Убсу-Нурской котловине обитает 41 вид петрофильной группы, из низ 35 видов отмечено на гнездовье, в Урэг-Нурской - 40 (32 гнездится), в Тувинской - 34 (29 гнездится), в Минусинской - 30 (27 гнездится) видов птиц петрофильного комплекса (рис. 3).

Рис. 3. Видовое разнообразие петрофильной группы птиц зональных степей (межгорных котловин) южной части Средней Сибири

По характеру пребывания птицы петрофильной группировки подразделяются следующим образом: гнездящиеся перелетные, гнездящиеся оседло-кочующие и гнездящиеся частично зимующие. Из них следует выделить группу видов, часть особей которых остается на зимовку, в то время как основная масса гнездящихся здесь птиц зимой покидает пределы региона. К ним относятся: сапсан, балобан, мохноногий курганник, галка и скальная овсянка.

Поскольку среднесибирская часть Алтае-Саянского экорегиона находится в центре Евроазиатского континента и более того - на стыке двух подобластей Палеарктики, авифауна его гетерогенна. Она образована различными орнитогеографическими элементами и имеет самые тесные генетические связи с фаунами птиц сопредельных территорий, что существенным образом отражается и на составе птиц. В том числе и птиц петрофильной группы южной части Средней Сибири.

Для выделения фаунистических комплексов в петрофильной экологической группировке было взято за основу орнитогеографическое деление Палеарктики Б.К. Штегмана (1938) с некоторыми коррективами, предложенными В.Г. Бабенко (2004) и А.А. Барановым (2007).

В составе горно-скальной группировки птиц южной части Средней Сибири элементы авифаунистических комплексов распределяются следующим образом: монгольские (М) - 22 вида, тибетские (Т) - 10, транспалеарктические (ТП) - 7, широкораспространенные (ШИР) - 4, голарктические (ГОЛ) - 3, китайские (К) - 2, арктические (А) - 1 вид (рис. 4).

Рис. 4. Элементы авифаунистических комплексов в составе петрофильной группировки (%): 1 - монгольские; 2 - тибетские; 3 - транспалеарктические; 4 - широкораспространенные; 5 - голарктические; 6 - китайские; 7 - арктические

Таким образом, основу петрофильного комплекса птиц южной части Средней Сибири составляют элементы монгольского и тибетского типов фауны (65,3 %). К представителям этих группировок относятся практически все (20 видов) облигатные петрофильные виды. В целом же явление петрофильности широко распространено среди птиц монгольского (37,9 %) и тибетского (62,5 %) авифаунистических комплексов южной части Средней Сибири. Подобное распределение можно объяснить как особенностями конкретного типа фауны, так и происхождением самого явления петрофильности, возникшего в результате адаптации птиц к суровым условиям обитания.

2.2 Особенности широтных зон и ландшафтных ярусов южной части Средней Сибири

Птицы скал и осыпей тесно связаны в своем распространении с элементами открытых горных ландшафтов (скалы, осыпи, обрывы, останцы и т.д.) и вне их практически не встречаются. Большинство видов группы имеют очень широкое распространение как в широтном направлении, так и в вертикальном, охватывая все горы исследуемой области и поднимаясь по выходам скал в высокогорья или спускаясь в предгорья и выходя на равнины, где селятся в местностях с вертикальным расчленением рельефа.

Для характеристики пространственного и биотопического распределения птиц петрофильной экологической группы в работе приводится характеристика различных широтных зон и ландшафтных ярусов южной части Средней Сибири. Широтная зональность в пределах котловин прослеживается довольно четко. Подзона настоящих (типичных) степей расположена в основном в пределах Минусинской впадины. Подзона сухих степей включает степи Тувинской котловины, переходные от типичных степей Минусинской к опустыненным степям Убсу-Нурской котловины. Урэг-Нурская котловина расположена уже на значительных высотах, поэтому её общий ландшафтный облик представлен горными опустыненными степями (Соболевская, 1950). Горные структуры южной части Средней Сибири включают три ландшафтных яруса: подгорные равнины и предгорья, среднегорья и высокогорья (Исаченко, 1962; 1965). В описании каждой широтной зоны и ландшафтного яруса уделено внимание характеру распространения открытых ландшафтов и скально-каменистых образований, определяющих видовой состав и организацию населения птиц петрофильного комплекса.

2.3 Общие закономерности ландшафтного распределения петрофильных видов птиц южной части Средней Сибири

Птицы, гнездящиеся на скалах, обычно обитают в открытых ландшафтах: зональных и горных степях и полупустынях, альпийских лугах и каменистых тундрах, широких речных долинах, распадках или хотя бы частично связаны с ними. Однако большинство видов петрофильного комплекса приурочено, прежде всего, к различного рода скальным образованиям.

Абсолютная высота, как фактор, непосредственно влияющий на организм, не представляет существенного значения для подавляющего большинства видов птиц, населяющих горные территории. Действие этого фактора проявляется, по-видимому, определенным температурным режимом, влажностью и тонкими специфическими особенностями растительных группировок и беспозвоночных животных как трофического объекта (Степанян, 1959, 1960).

Однако в биотопах скал и осыпей все же выделяется высокогорная петрофильная группа, чье распространение, помимо связи с вертикальным расчленением рельефа, зависит от высоты над уровнем моря: альпийская галка, альпийская завирушка, гималайская завирушка, краснобрюхая горихвостка, снежный вьюрок, гималайский вьюрок, сибирский вьюрок, жемчужный вьюрок, большая чечевица. Эти виды обитают только в гольцовом поясе и за его пределами в гнездовой период практически не встречаются.

Распространение же большинства петрофильных видов связано не столько с высотой местности над уровнем моря, сколько с наличием соответствующих местообитаний в виде различных форм вертикального расчленения рельефа. В этом случае, при наличии на предгорных равнинах скальных обнажений, обрывистых берегов, останцев, «языков» крупнокаменистых осыпей, а также сравнительно небольшого расчленения рельефа, формируются условия, необходимые для обитания целого ряда горных видов птиц. Вместе с тем ряд видов зональных ландшафтов может в своем распространении проникать в среднегорный и даже высокогорный пояс.

Таким образом, картина распределения петрофильных птиц в горах и межгорных котловинах исследуемого региона отличается смешением группировок птиц различного экологического характера. На одной высоте можно встретить рядом гнездящихся горных птиц и виды типично зональных группировок, например, снежного вьюрка и обыкновенную каменку, горного гуся и черного коршуна и т.д. (Баранов, 2011).

Взаимопроникновение равнинных и горных птиц осуществляется различными путями. Для петрофильных птиц проводниками служат фрагменты останцевых гряд, спускающиеся с гор «языки» осыпей, курумов и другие формы расчленения мезорельефа (Залетаев, 1976).

Причина взаимопроникновения, по-видимому, заключается не только в мозаичности условий и разнообразии среды обитания, но и в экологической пластичности многих петрофильных птиц, позволяющей им занимать сразу несколько сходных типов местообитания.

Районами наибольших контактов горных и равнинных птиц оказываются среднегорья (особенно в устьевых участках долин и ущелий) и подошвы горных склонов при наличии скал и вертикального расчленения мезорельефа. Именно здесь наблюдаются качественное разнообразие и наибольшие суммарные количественные показатели численности населения птиц (Баранов, 1985, 1991).

В ходе исследований было выявлено, что большинство видов птиц скал и каменистых осыпей предпочитает для размещения гнезд экспозиции склонов преимущественно южного ориентирования, лучше прогреваемых и лишенных высокоствольной растительности (каменка-плешанка 94 %, мохноногий курганник 80 %, пестрый каменный дрозд 67 %, горихвостка чернушка 66 %, обыкновенная каменка 64%).

Распространение отдельных петрофильных видов может быть объяснено реализацией некоторых скрытых потенций экологической пластичности в специализированных условиях региона. Например, гнездование горного гуся и мохноногого курганника на деревьях, черного коршуна на скалах, клушицы в селитебных ландшафтах (Клецкин, 1981; Баранов, 1991а). Проявление экологической пластичности связано, по-видимому, с недостатком мест для устройства гнезд при довольно высокой плотности населения птиц в определенных биотопических группировках.

Таким образом, общая картина распространения петрофильных видов птиц в горах и межгорных депрессиях южной части Средней Сибири определяется сочетанием комплекса условий, характерных для региона, и потребностями самой группы. Важнейшими факторами, определяющими распространение как отдельных элементов, так и всего петрофильного комплекса птиц, являются экспозиция склона и наличие различных форм вертикального расчленения мезорельефа в виде скальных останцов, береговых скальных обрывов, скальных обнажений куэстовых гряд, каменистых осыпей по склонам гор и др. Значительное влияние на распространение многих видов исследуемой группы оказывают широтная зональность и высотная поясность и связанный с ними характер распространения различных типов открытых ландшафтов. Распространение некоторых видов, помимо связи с открытыми пространствами и расчленением мезорельефа, зависит от высоты местности над уровнем моря.

ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕНО-БИОТОПИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ НАСЕЛЕНИЯ ПЕТРОФИЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ПТИЦ ЮЖНОЙ ЧАСТИ СРЕДНЕЙ СИБИРИ

3.1 Видовое разнообразие и плотность населения птиц скально-каменистых местообитаний

Скалы и осыпи широко распространены от равнин предгорий до высокогорных хребтов. На подгорных равнинах они представлены в виде остаточных горных гряд и отдельных останцов. В предгорье это осыпи и аллювиальные обнажения в долинах и по берегам рек.

Там, где есть выходы скал, останцы и крупнокаменистые россыпи (особенно на южных склонах, всегда сильнее эрозированных), условия отличаются от типично степных и имеют интразональный характер. В таких условиях плотность населения и видовой состав птиц заметно возрастает. Существенное влияние на видовой состав птиц скально-каменистых биотопов оказывает орнитофауна окружающих ландшафтов.

При сравнении данных плотности населения птиц скально-каменистых и пустынно-степных местообитаний выявляется следующая закономерность: индекс плотности населения птиц, гнездящихся в условиях вертикального расчленения рельефа, в 2-9 раз превышает соответствующий показатель для различных типов степных и полупустынных сообществ. По мере возрастания абсолютной высоты местности эти различия становятся еще более выраженными (рис. 5).



Рис. 5. Соотношение общей плотности населения птиц скал и осыпей и степных сообществ на разных ключевых участках южной Тывы

При сравнении видового состава птиц, обитающих на открытых пространствах в условиях вертикального расчленения рельефа и в типично степных местообитаниях Южной Тывы, также выявляются существенные различия.

На скальных останцах (большей частью на северных и северо-западных экспозициях) появляются птицы, экологически связанные с кустарниковой растительностью, а в нижней части скальных поднятий на каменистых остепненных участках нередки типичные пустынные виды: каменка-плясунья, забайкальский конек и рогатый жаворонок. Но основу населения птиц скальных останцов составляют петрофильные виды. Среди них лидирующее положение занимают каменка-плешанка, обыкновенная каменка, горихвостка-чернушка и пестрый каменный дрозд.

Таким образом, интразональные условия, развивающиеся на скалах, создают разнообразные биотопы, пригодные для обитания птиц. Это является одной из причин того, что формы, приуроченные, в основном, к зональным местообитаниям, даже на подгорных равнинах составляют далеко не преобладающую часть местной авифауны. Так, на открытых полупустынных ландшафтах подгорных равнин южной Тывы гнездится 58 видов птиц. Из них непосредственно с типичными полупустынными и различными степными формациями в той или иной степени связано 17 видов; 13 видов тяготеет к кустарникам по степным каменистым склонам; остальные 28 видов связаны со скально-каменистыми местообитаниями.

Всего в предгорьях и на подгорных равнинах южной части Средней Сибири отмечено гнездование 38 видов петрофильной группы, что составляет 14,8% от общей авифауны межгорных котловин и предгорий исследуемой области. Однако зональные явления и изменение площадей, занимаемых скально-каменистыми местообитаниями, обусловливают некоторые различия в видовом составе между северными и южными котловинами (рис. 3).

Несмотря на довольно незначительную разницу в видовом составе птиц петрофильного комплекса различных котловин, степень петрофильности многих видов существенно отличается в северных и южных частях ареалов.

Так, из 26 видов птиц, гнездящихся в интразональных скально-каменистых биотопах Минусинской котловины, явление петрофильности в различной степени проявляется лишь у половины. Из них 8 являются облигатными петрофильными формами. Гнездование исключительно на высокоствольной растительности в этой части ареала характерно для беркута, мохноногого курганника, черного коршуна, обыкновенной и даурской галки и др. Облигатным норником здесь является обыкновенная каменка. В Убсу-Нурской котловине эти виды предпочитают гнездиться в скально-каменистых местообитаниях.

Нарастание засушливости климата в направлении с севера на юг проявляется в обеднении видового разнообразия птиц межгорных котловин южной части Средней Сибири. На фоне этого снижения доля птиц петрофильного комплекса от общего числа гнездящихся видов возрастает и составляет: для Минусинской 12,5% (26 видов), Тувинской 17,7% (29 видов), Убсу-Нурской 16,8% (35 видов) и Урэг-Нурской межгорной депрессии 29% (32 вида) (рис. 6).



Рис. 6. Доля петрофильного комплекса в авифауне межгорных котловин южной части Средней Сибири

Снижение этого показателя в Убсу-Нурской котловине обусловлено некоторым увеличением общего видового разнообразия котловины за счет проникновения непетрофильных элементов монгольского и сибирского авифаунистических комплексов. В то же время сильная антропогенная нагрузка на экосистемы Тувинской котловины по сравнению с Убсу-Нурской приводит к значительному обеднению ее авифауны.

При сравнении показателей обилия петрофильных видов птиц в различных межгорных котловинах выявляется следующая закономерность. На фоне общего снижения показателей численности и плотности населения птиц число многочисленных и обычных видов петрофильного комплекса в меридиональном направлении с севера на юг увеличивается: 12 видов (46,2 % от общего числа гнездящихся петрофильных видов) в Минусинской, 14 (48,3 %) - в Тувинской, 20 (62,5 %) - в Урэг-Нурской и 24 (68,6 %) - в Убсу-Нурской котловине.

Названные выше обстоятельства указывают на то, что привлекательность местообитаний для птиц петрофильной группировки определяется усилением аридности зональных ландшафтов. Последнее выражается в изменении состава фитоценозов, увеличении площадей скально-каменистых местообитаний и повышении экстремальности условий обитания.

При некоторой общности и сходстве видового состава петрофильной группировки птиц южной части Средней Сибири существуют определенные различия его в разных котловинах. Процесс опустынивания зональных степей с севера на юг определенным образом влияет на состояние фауны птиц скально-каменистых местообитаний в различных межгорных котловинах.

Наибольшее сходство гнездящихся видов петрофильного комплекса наблюдается между пустынно-степной Убсу-Нурской и горностепной Урэг-Нурской котловинами: коэффициент общности Жаккара (К) составляет 86,1 %. На их территории гнездится 31 общий вид птиц скал и каменистых осыпей. Коэффициент общности Тувинской межгорной депрессии с Минусинской и Убсу-Нурской котловинами составляет 83,3 % и 77,8 %, соответственно. В то же время для Убсу-Нурской и Минусинской котловин этот показатель составляет лишь 64,8 %. Такое соотношение во многом объясняется тем, что зональные ландшафты Тувинской котловины занимают переходное положение между типичными степями, расположенными севернее Саян, и пустынными степями котловины больших озер Монголии. Наименьшее сходство наблюдается у Минусинской и Урег-Нурской котловин - коэффициент сходства - 61,1 %.

Наиболее характерны скалы для среднегорья и высокогорья, где происходят усиленные эрозионные процессы. Особенно широкое распространение они получают на крутых надпойменных террасах в виде скальных обнажений. Останцевые образования скал встречаются и на куполообразных вершинах. Осыпи из щебнистого материала наиболее обычны в нижней половине высокогорного яруса, местами по крутым склонам они спускаются в лесной пояс, являясь проводниками горных птиц. Крупнокаменистые осыпи (курумы) характерны для средней и верхней частей высокогорья, а иногда и для верхней границы среднегорья (Баранов, 1980).

В состав авифауны среднегорного ландшафтного яруса входит 40 видов птиц петрофильного комплекса. Из них 32 вида отмечены на гнездовье. Наиболее широко описываемая группа представлена в поясе горных степей, развитых преимущественно на южных макросклонах. Скалы и осыпи получают всестороннее развитие в горных степях, что отличает их от равнинных степных ландшафтов.

В среднегорье, там, где на пологих и на крутых склонах гор широко распространены караганниковые каменисто-щебнистые степи, как правило, с выходами скал либо щебнистыми осыпями, плотность населения также значительно возрастает (Баранов, 1986, 1991). Видовой состав петрофильной группы здесь не сильно отличается от подгорных равнин и предгорий. Коэффициент общности Жаккара для гнездящихся петрофильных видов составляет 79,5 % (31 общий вид). Такое сходство в значительной мере определяется тем, что подавляющее большинство видов петрофильного комплекса являются посуществу горными птицами и имеют очень широкое вертикальное распространение. Там, где горностепные ландшафты непосредственно переходят в плакорные степи, большинство петрофильных птиц, гнездящихся в среднегорье, способны проникать в предгорья, а при наличии вертикального расчленения рельефа - выходить за пределы гор довольно далеко на равнины.

Совершенно иная картина складывается в горнолесном поясе. Здесь наблюдается значительное снижение видового разнообразия петрофильной группы, т.к. большинство ее представителей приурочено к открытым ландшафтам. Имеющиеся в поясе горной тайги скальные выходы и курумы практически не заселяются птицами. Те же виды горно-скальной группировки, которые гнездятся в поясе горной тайги, приурочены к водоемам или относительно небольшим по площади степным формациям, выклинивающим горные леса на южных экспозициях гор. Здесь на более прогреваемых склонах, при наличии подходящих скальных выходов, гнездятся мохноногий курганник, белопоясный стриж, восточный воронок, бледная завирушка и ворон. По окраинам горной тайги у подножий скальных выходов гнездится филин. Особую группу представляют петрофильные виды, связанные с водоемами среднегорного ландшафтного яруса: оляпка, горная, маскированая и белая трясогузки, сапсан, черный аист, огарь. Отсутствие большинства элементов петрофильного комплекса на значительных территориях, занятых горнолесным поясом, определяет спорадичность распространения данной группы на территории южной части Средней Сибири.

В состав авифауны горнотаежного пояса входит 14 видов петрофильного комплекса, из которых только 8 используют здесь для гнездования различные скально-каменистые образования (воронок, сапсан, ворон и др.), остальные гнездятся только на деревьях. Различную связь с горными водоемами имеют 8 видов.

В большей части высокогорного пояса, в первую очередь на склонах южной экспозиции и на плоских вершинах массивов, господствуют каменистые сообщества сухих степей и полупустынь. Численность птиц здесь низкая и увеличивается лишь там, где есть крупнокаменистые россыпи, морены, останцы и скалы за счет таких петрофильных видов, как бледная завирушка, снежный вьюрок, восточный воронок, клушица и др. В высокогорье гнездится 23 вида птиц, связанных со скалами и осыпями (Баранов, 1981; 2007; Гаврилов, 1996;1997; 1999).

Усиление экстремальности условий при поднятии в горы обусловливает существенное обеднение видового разнообразия птиц. В этой связи роль петрофильного комплекса заметно возрастает. Доля петрофильной группировки в высокогорной авифауне является наибольшей в сравнении с нижележащими ландшафтными ярусами и составляет в среднем 41,8 %. Для среднегорья этот показатель равен 16,8 %, а в предгорье и на подгорных равнинах птицы скально-каменистых местообитаний составляют 14,8 % видового разнообразия (рис. 7).



Рис. 7. Доля петрофильного комплекса в авифауне различных ландшафтных ярусов южной части Средней Сибири

сибирь петрофильный птица каменистый

У горных птиц, и в особенности у представителей высокогорной авифауны, по сравнению с равнинными формами появляется ряд важных приспособлений к использованию внешних условий верхней границы распространения. Такими приспособлениями служит всестороннее использование расчлененности рельефа для гнездования, защиты от неблагоприятных изменений погоды, кормежки и укрытия от врагов, а также экономичности затрат тепловой энергии (Беме, 2001).

Итак, высокогорный пояс, обладая своеобразным комплексом условий, резко отличающих его от других высотных поясов, несет в своей авифауне ряд элементов петрофильной группы птиц, нехарактерных для других ландшафтных ярусов. Коэффициент общности гнездящихся петрофильных видов высокогорий и нижележащих ландшафтных ярусов составляет 27,3 % для среднегорья и 21,6 % для предгорий и подгорных равнин.

Общими для высокогорий всех горных структур южной части Средней Сибири являются 10 видов. Только в высокогорном поясе гнездятся альпийская галка, краснобрюхая горихвостка, гималайский, сибирский и жемчужный вьюрки, альпийская завирушка, гималайская завирушка, снежный вьюрок и большая чечевица. Остальные виды являются широко распространенными практически во всех ярусах - от подгорных равнин до высокогорий. На высокогорных водоемах обитает лишь 2 вида - оляпка и горная трясогузка.

Различия в видовом составе петрофильных видов представленных горных образований обусловлены не только характером самих высокогорий, но и теми отличиями, которые формируются в нижележащих поясах гор под влиянием подстилающих равнин. Опустынивание зональных степей в южном направлении обусловливает выклинивание пояса горных лесов, способствуя непосредственному примыканию полупустынных степей к горным степям. В таких условиях при наличии различных форм вертикального расчленения мезорельефа становится возможным проникновение в высокогорный пояс Монгун-Тайги и Западного Танну-Ола целого ряда петрофильных видов, таких как горный гусь, степной орел, беркут, балобан, а на кормежке - мохноногого курганника и черного грифа.

Таким образом, скально-каменистые местообитания предоставляют многим птицам необходимые места для устройства гнёзд, хорошие укрытия от врагов, удобные места для ночёвок. Именно поэтому здесь сосредоточен столь разнообразный видовой состав и отмечается высокая плотность населения птиц.

3.2 Население птиц скальных останцов Убсу-Нурской котловины

В условиях полупустынных ландшафтов Убсу-Нурской котловины большой привлекательностью для птиц обладают скальные останцы. Эти скальные образования представляют собой изолированные острова, разбросанные по равнинным участкам. Являясь своего рода дискретными экологическими единицами с определенными границами и обладая физическими и биологическими свойствами, они дают возможность для их количественного измерения. В частности, скальные останцы могут быть описаны такими характеристиками, как площадь, сложность микро- и мезорельефа, таксономический состав и структура населения птиц.

В пределах Убсу-Нурской котловины скальные останцы расположены преимущественно в пределах Эрзинского степного подрайона. Эта территория лежит к юго-востоку от возвышенностей Хайракан и хр. Агар-Даг-Тайга.

В качестве модельных для изучения влияния размеров и особенностей рельефа скальных останцов на видовой состав и структуру населения птиц нами были выбраны четыре из них: Ямаалыг, Цаган-Тологой, Хайракан-1, Хайракан-2.

Сравнивая между собой эти останцы, можно выделить ряд общих черт. Склоны, экспонированные преимущественно на юг, - более освещенные, сухие и подверженные эрозии. Северные склоны более мягкие и менее каменистые, покрыты мезофильной растительностью, а кустарник местами образует довольно плотные заросли. Однако останцы все же имеют существенные отличия, которые заключаются в различных размерах, сложности микро- и мезорельефа и связанном с ними разнообразии местообитаний. Так, скальные останцы Ямаалыг и Цаган-Тологой образованы гранитными интрузиями, слабо подверженными процессам эрозии. Скальные выходы останцов Хайракан-1 и 2 более подвержены разрушению и отличаются сложностью микрорельефа. В то же время останец Цаган-Тологой в связи со сложным мезорельефом отличается наибольшим разнообразием местообитаний, привлекающих множество непетрофильных птиц.

Интразональные условия, формирующиеся на скальных останцах и останцевых хребтах, привлекают на гнездование 46 видов птиц различных экологических группировок. Основной фон населения составляют 26 петрофильных видов с общей плотностью населения 4,2 ос/га - мохноногий курганник, черный гриф, балобан, степная и обыкновенная пустельга, черный коршун, филин, домовый сыч, черный аист, скалистый голубь, горный гусь, огарь, белопоясный стриж, скалистая ласточка, каменка-плешанка, обыкновенная каменка, пестрый каменный дрозд, горихвостка-чернушка, каменный воробей, монгольский снегирь, маскированая трясогузка, клушица, ворон, бледная завирушка, алтайский улар, удод. Эти птицы являются основной составляющей в структуре населения птиц скальных останцов Убсу-Нурской котловины. Большинство из них является многочисленными и обычными птицами. Значительную роль в формировании видового состава скальных останцов играют птицы, экологически связанные с кустарниками (13 видов): садовая и красноухая овсянки, рыжехвостый жулан, горная чечетка, овсянка Годлевского, индийская пеночка, серая славка, белошапочная овсянка, ястребиная славка, бородатая куропатка, пеночка-зарничка, пустынная славка, северная бормотушка, а также виды окрестных типично зональных ландшафтов (7 видов): полевой конек, каменка-плясунья, рогатый жаворонок, полевой жаворонок, обыкновенный козодой, забайкальский конек, журавль-красавка.

Размеры и мезорельеф останцов определяют неравномерность условий в разных их частях. В большинстве останцов условно можно выделить 3 яруса. Каждый из представленных ярусов дифференцируется на несколько биотопов и характеризуется своим комплексом видов. Таким образом, даже в пределах одного яруса птицы распределяются неравномерно.

Верхний ярус представлен отвесными скальными утесами различной высоты, у основания которых нередки заросли кустарников. Видовой состав этой части останцов представлен преимущественно облигатными петрофильными формами. Здесь, в скальных щелях, нишах и полостях, гнездятся клушица, ворон, скалистый голубь, огарь, удод, горихвостка-чернушка, пестрый каменный дрозд, белопоясный стриж, пустельга обыкновенная, домовый сыч; реже - каменка-плешанка и степная пустельга. Лепные гнезда под нависающими карнизами сооружает скалистая ласточка. Пестрый каменный дрозд и горихвостка-чернушка гнездятся, как правило, невысоко от подножия скального выхода или вовсе у самого его основания, отдавая предпочтение южным экспозициям склонов. На уступах, скальных полках и вывалах гнездятся черный гриф, мохноногий курганник, балобан, черный коршун и черный аист. Средний ярус имеет на склонах южной экспозиции вид крупно- и мелкообломочных осыпей и каменистых склонов различной крутизны. Северные склоны более мягкие, мезофитные и менее подвержены эрозии. Для этого яруса характерно присутствие таких петрофильных видов, как бледная завирушка, каменный воробей, монгольский снегирь и каменка-плешанка. Значительно реже и, как правило, у самого основания скальных выходов гнездится горихвостка-чернушка. Здесь же под прикрытием редких кустарников устраивают свои гнезда непетрофильные виды - садовая и красноухая овсянки. В пределах этого яруса птицы распределяются неравномерно. Так, горихвостка-чернушка более характерна для той части склона, где более развита кустарниковая растительность. Каменка-плешанка, каменный воробей и монгольский снегирь, напротив, предпочитают каменистые склоны различной крутизны, практически лишенные растительности. В осыпях из мелкообломочного материала птицы не гнездятся, что связано с большой подвижностью этих биотопов. Самому нижнему ярусу, образованному наиболее пологой частью склона, непосредственно примыкающей к равнинным участкам, отдает предпочтение обыкновенная каменка. Подавляющее большинство видов этого яруса - представители различных типов степных и полупустынных формаций. На склонах северной и северо-западной экспозиции, где растительность более мезофильная, гнездится забайкальский конек. Из птиц петрофильной группы на пологих склонах северных экспозиций гнездится обыкновенная каменка, в щелях скальных выходов изредка поселяется горихвостка-чернушка.

Таким образом, петрофильные виды на останцах отдают предпочтение преимущественно южным экспозициям отвесных скальных выходов и каменистых склонов различной крутизны (рис. 8).



Рис. 8. Пространственно-биотопическое размещение петрофильных видов птиц на скальном останце в урочище Цаган-Тологой (GPS-данные). Юго-Восточная Тыва

Видовой состав птиц скально-останцовой группы из года в год остается относительно стабильным. Исключение составляют лишь немногие виды, гнездование которых подчинено особенностям их физиологии и колебаниям численности основных кормовых объектов в разные годы.

Для скальных останцов характерно присутствие достаточно постоянных обитателей, составляющих ядро населения. Эту группу образуют 15 видов, большинство из которых являются многочисленными и обычными. Среди них 10 видов являются петрофильными: обыкновенная каменка (0,18 - 1,43 ос/га), каменка-плешанка (0,88 - 4,63 ос/га), горихвостка-чернушка (0,53 - 2,9 ос/га), пестрый каменный дрозд (0,15 - 0,36 ос/га), каменный воробей (0,01 - 3,27 ос/га), скалистая ласточка (0,15 - 0,16 ос/га), удод (0,01 - 0,36 ос/га), мохноногий курганник (5,6 гнездящихся пар /100 км2 гнездопригодных местообитаний), балобан (3,8 гн. пары/100 км2) и обыкновенная пустельга (7,5 гн. пар/100км2). С кустарниковой растительностью связаны 3 вида: садовая овсянка (0,6 ос/га), красноухая овсянка (0,25 ос/га) и рыжехвостый жулан (0,1 ос/га). Представителями зональных сообществ являются 2 вида: забайкальский конек (0,17 ос/га) и каменка-плясунья (0,05 ос/га). Присутствие этих видов на подавляющем большинстве скальных останцов дает основание полагать, что данные местообитания наиболее привлекательны для них (Близнецов, 2011).

Помимо относительно стабильного ядра птичьего населения, скальные останцы содержат непостоянную, подвижную часть. В этой группе преобладают кустарниковые формы.

Просматривается некоторая зависимость видового состава птиц от размеров скальных останцов. Однако эта зависимость не является строго линейной и проявляется лишь для немногих видов. Отсутствие некоторых видов на небольших останцах, возможно, объясняется тем, что площадь индивидуальных гнездовых участков этих птиц значительно превышает размеры самих останцов. Так, например, маленькие размеры некоторых останцов препятствует одновременному гнездованию на них сразу многих видов хищных птиц. У большинства видов площади гнездовых территорий относительно невелики, и размеры скальных останцов, по-видимому, не имеют для них особого значения. Гораздо большее влияние на видовой состав птиц оказывают особенности микро- и мезорельефа и связанная с ними экологическая емкость скальных останцов, которая выражается в биотопической мозаичности и разнообразии гнездовых стаций.