Экология сайгака ( saiga tatarica tatarica L.,
Скачать 319.78 Kb.
|
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были представлены и обсуждались на трех межлабораторных коллоквиумах ИПЭЭ РАН, а также на 10-ой Пущинской конференции молодых ученых «Биология – наука 21 века» (Пущино, 17-21 апреля 2006 г.); Конференции молодых ученых и сотрудников ИПЭЭ РАН (Москва, 5-6 октября 2006 г.); Научно-практической конференции «Проблемы сохранения биоразнообразия Северо-Западного Прикаспия» (Элиста, 19 - 21 октября 2006 г.); Международном совещании «Териофауна России и сопредельных территорий» (Москва, 31 января-2 февраля 2007 г.); V Европейском конгрессе по млекопитающим (Сиена, Италия, 21-26 сентября 2007 г.); Международной школе-семинаре молодых ученых «Природная и антропогенная динамика степных экосистем и подходы к охране природы в меняющихся условиях среды» (с. Дьяковка, Саратовская область, 4 - 7 мая 2008 г.); Международной конференции «Dryland, Deserts and Desertification» (The Jacob Blaustein Institutes for Desert Research. Sede Boqer Campus. Israel, 14-17 декабря 2008 г.); Научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития агропромышленного комплекса юга России» (Элиста, 15-16 ноября 2008 г.); XXIX Международном конгрессе биологов-охотоведов (Москва, 17-21 августа 2009 г.); Конференции «Современные проблемы зоо- и филогеографии млекопитающих» (Пенза, 15-20 мая 2009 г.); Молодежной экологической конференции «Зеленый регион 61» (Ростов-на-Дону, 21-23 апреля 2009 г.).Кроме того, за выполнение проекта по применению экосистемного подхода для сохранения и восстановления сайгака в 2006 г. я была удостоена премии ЮНЕСКО MAБ для молодых ученых, а за доклад «Спасение сайгака в наших руках», представленный на XXIX Международном конгрессе биологов-охотоведов, - третьей премии среди молодых ученых. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 26 научных работ, объемом 4,12 п.л., из них 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК. Доля участия автора в публикациях составляет 83% (3,42 п.л.). Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на ___ страницах печатного текста. Состоит из введения, восьми глав, рекомендаций, выводов и списка литературы. Содержит 9 таблиц и 69 рисунков. Список использованной литературы включает 486 источников, 80 из которых – работы иностранных авторов. Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю диссертации к.г.н. В.М.Неронову за поддержку и консультации при написании данной работы. Особую признательность выражаю сотрудникам лаборатории сохранения биоразнообразия и использования биоресурсов ИПЭЭ РАН к.б.н. А.А. Лущекиной и к.г.н. Т.Ю. Каримовой за ценные советы и рекомендации, помощь в сборе и обработке полевого материала, а также сотрудникам лаборатории исторической экологии ИПЭЭ РАН к.б.н. Н.К Киселевой, д.б.н. А.Б. Савинецкому, к.б.н. Б.Ф. Хасанову, руководителю кабинета молекулярно-генетических исследований ИПЭЭ РАН д.б.н. М.В.Холодовой; аспиранту Университета Висконсин-Медисон (США) М.Ю.Дубинину, заведующей отделом экологических исследований Института комплексных исследований аридных территорий к.г.н. С.С.Улановой за предоставленные данные, которые были использованы мною для комплексного анализа. Я искренне благодарна за всестороннюю поддержку моих исследований руководству и сотрудникам Центра диких животных Республики Калмыкия и ООПТ в Калмыкии и Астраханской области. Свою признательность выражаю также фондам Wildlife Conservation Network (Sidney Byers Scholarship), Darwin Initiative, INTAS за финансовую помощь при проведении мною исследований экологии сайгака на территории Северо-Западного Прикаспия. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение. Во введении кратко описано современное состояние сайгака, приводится мнение разных исследователей о причинах, приведших к катастрофическому падению численности вида, а также основные цели и задачи данного диссертационного исследования. Глава 1. Природные условия экорегиона Черные земли В главе по литературным данным охарактеризованы природные условия экорегиона Черные земли, который занимает около 2,5 млн. га на северо-западе Прикаспия. Эта территория представляет собой низменную равнину с засушливым климатом, где на бурых супесчаных почвах произрастают сообщества дерновинных злаков (различные виды рр. Agropyron, Stipa и др) и ксерофильных пустынных полукустарничков (рр. Artemisia, Kochia, Camphorosma и др.). Фауна региона представлена полупустынными видами, к которым и относится сайгак. Глава 2. История формирования ареала сайгака в разные эпохи В пяти разделах данной главы описывается история формирования ареала сайгака в разные эпохи и основные различия между популяциями в пределах его современного ареала. Время и место возникновения рода Saiga пока еще не установлено, но палеонтологические находки указывают на то, что в плейстоцене (2 млн. - 9 тыс. лет назад) сайгак имел достаточно обширный ареал - от Англии на западе и до Аляски на востоке, от Новосибирских островов на севере и до хребта Каратау на юге Казахстана (Барышников и др., 1998). На рубеже позднего плейстоцена и раннего голоцена огромный по протяженности ареал сайгака перестает существовать из-за значительного сокращения площади тундро-степных ландшафтов, благоприятных для обитания сайгака. В голоцене в результате массовых охот на сайгака и радикального изменения среды его обитания происходит дальнейшее сокращение размеров единого ареала сайгака, а в исторический период - его разделение на три части: европейскую (Восточная Европа) и среднеазиатскую (Казахстан, Узбекистан и Туркменистан), где обитает номинативный подвид S.t.tatarica, и центральноазиатскую (Монголия и Китай) - S.t.mongolica. В конце ХХ в. прямое преследование животных и развитие сельского хозяйства привели к дальнейшему сокращению и фрагментации ареала сайгака (рис. 1), что создало реальную угрозу потери отдельных его группировок на таких изолированных территориях.  Рис. 1. Современное распространение сайгака (по: Lushchekina, Struchkov, 2001 с изменениями). 1 – ареал S. t. tatarica, 2 – ареал S. t. mongolica, 3 – места встреч S. t. tatarica Глава 3. Район исследований, материалы и методы Исследования проводились в 2003-2008 гг. в регионе Черные земли как в естественных условиях обитания вида, включая территории Государственного природного биосферного заповедника (ГПБЗ) «Черные земли» и пограничного с ним Заказника «Степной» (Астраханская область), так и в условиях вольерного содержания животных – в сайгачьем питомнике «Яшкульский» Центра диких животных Республики Калмыкия (рис. 2). Было проведено более 400 часов наблюдений, учтено более 30000 сайгаков разного пола и возраста. Распределение и половозрастная структура встречаемых стад и отдельных животных определяли визуально с помощью оптических приборов на автомобильных маршрутах, общей протяженностью более 3000 км. Учет новорожденных сайгачат, определение их веса, половозрастной структуры и смертности проводили на пеших трансектах (50 м шириной и 10 км длиной) по методике, разработанной в ходе участия в международном проекте Фонда Darwin Initiative. Для анализа были использованы данные по численности волка, браконьерству, численности домашнего скота, пожарам на территории Черных земель, а также сведения о среднемесячных температурах и количестве осадков (с конца 50-х годов по 2008 г. включительно), о ежедневных изменениях метеопоказателей в апреле-мае и ноябре-декабре (за 1996-2008 гг.) с четырех метеостанций, расположенных вблизи зоны обитания сайгака.  Рис. 2. Район проведения полевых исследований автора (2003-2008 гг.). 1- территория ГПБЗ «Черные земли», 2-территория Заказника «Степной», 3-точки встреч сайгаков (собственные данные), 4- питомник «Яшкульский» Статистическая обработка анализируемых данных (t-критерий Стьюдента и Mann-Whitney тест) проводилась в программе Statistica 8.0. Представленный картографический материал был подготовлен с помощью программы MapInfo 8.5. Для изучения питания сайгаков в природе «щадящими» методами нами был проведен фитолитный анализ помета, собранного в мае 2008 г. в ходе наблюдений за животными на ключевом участке Черных земель (45º58´ с.ш., 46º30´ в.д.). Было собрано более 100 свежих образцов экскрементов сайгаков, параллельно заложено 8 стандартных геоботанических площадок (10 х 10 м) и собран гербарий произрастающих здесь растений (28 видов). Составлена эталонная коллекция форм фитолитов, продуцируемых 9 видами злаков (Stipa capillata, S. lessingiana, S. sareptana, Роа bulbosa, Eragrostis minor, Agropyron desertorum, Anisantha tectorum, Bromus japonicus, Eremopyrum triticeum) и проанализированы фитолитные комплексы, выделенные из 12 образцов экскрементов. Выделение фитолитов из экскрементов сайгака проводили методом мокрого озоления в серной кислоте по методике Дж. Гейса (Geis, 1973) с некоторыми модификациями. Для проведения неинвазивного мониторинга репродуктивного статуса самок сайгака методом гормонального анализа в питомнике «Яшкульский» в 2004-2006 гг. проведен сбор дубликатных образцов экскрементов и крови от 11 здоровых взрослых самок, которые находились в индивидуальных вольерах. У беременных и контрольных самок материал отбирался один раз в неделю до беременности (октябрь-ноябрь) и на протяжении первой половины беременности (декабрь-февраль); один раз в две недели - на протяжении второй половины беременности (март-апрель). Всего было собрано и проанализировано 274 образца плазмы крови и 400 образцов экскрементов сайгака. Концентрацию основных стероидных гормонов в плазме крови и в экскрементах определяли спектрофотометрически методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) (Розен, 1994), для чего использовались готовые наборы реактивов (DRG, США). Тестирование образцов экскрементов на «старение» проведено на 4-х животных (2 самки, 2 самца), у которых в марте при сухой погоде и температуре воздуха +5°С - +7ºС были взяты свежие образцы экскрементов. Образцы от каждого животного гомогенизировали и разделив на несколько частей, замораживали через разные промежутки времени, а затем измеряли концентрацию эстрадиола. Глава 4. Анализ особенностей изменений репродукции сайгака при разных уровнях численности Для выяснения причин катастрофического сокращения численности сайгака в Северо-Западном Прикаспии на основе литературных данных и собственных наблюдений (2003-2008 гг.) проанализированы многолетние изменения репродуктивных показателей сайгака, состояние его местообитаний и влияние различных природных и антропогенных факторов. 4.1. Сроки и места массового гона сайгаков. За последние полвека количество мест гона сайгаков значительно сократилось, и они сместились с севера на юг Черных земель, что обычно связывают с возросшим фактором беспокойства и изъятием части пригодных для сайгака местообитаний под сельскохозяйственные угодья (Жирнов, 1985; Близнюк, 1995; Букреева, 2002). Это также может быть связано с увеличением количества декабрьских осадков на севере и уменьшением их на юге региона (Арылова, 2008). Несмотря на то, что в последнее десятилетие количество осадков, выпавших в декабре на территории Черных земель, примерно одинаковое, места гона сосредоточены на юге экорегиона (в основном, в ГПБЗ «Черные земли» и Заказнике «Степной»), что связано, скорее всего, с отсутствием беспокойства и наличием пригодных для сайгака местообитаний. Массовый гон сайгака при разных уровнях численности происходит примерно в одно и то же время (вторая декада декабря), однако продолжительность гона к настоящему времени увеличилась до 8,5 дней по сравнению с 5,5 днями в 50-х гг. ХХ в., что можно объяснить, в первую очередь, сокращением числа половозрелых самцов в популяции (Арылова и др., 2009). 4.2. Сроки и места массового отела сайгаков. В ходе полевых исследований установлено, что, начиная с 2003 г., отел сайгаков происходит в одном скоплении, которое в этот период располагается на территории ГПБЗ «Черные земли» и пограничного с ним Заказника «Степной». Рождение молодняка обычно происходит при среднесуточной температуре около +15,9°С (по данным метеостанции Утта). Дата начала массового отела находится в прямой зависимости от сроков гона (коэффициент корреляции r=0.83, p<0,001) и в меньшей степени сопряжена с погодными условиями в этот период. 4.3. Плодовитость самок сайгака. К середине 90-х гг. ХХ в. общая плодовитость самок и показатели их участия в размножении значительно сократились, что привело к увеличению яловости взрослых и молодых самок: так, в 2001 г. этот показатель достиг 76,1% и 97,2%, соответственно (Букреева, 2002; Букреева, Кравчук, 2004). Сокращение доли беременных самок связано с крайне низкой численностью самцов в популяции во время гона (например, в 2000 г. доля самцов во время гона составляла всего 0,9%, а в 2002 г. - около 0,6%) (Букреева, Сидоров, 2007). В 2006-2007 гг. по нашим данным доля половозрелых самцов в популяции увеличилась до 12,5%, но доля беременных самок продолжает оставаться низкой. Проведенный нами анализ показал, что низкая плодовитость сайгаков в 2001 и 2003 гг. могла быть связана с засушливыми условиями в течение всего 2000 и в летние месяцы 2002 гг., что привело к ухудшению кормовой базы. 4.4. Количественные и качественные показатели новорожденных сайгачат. За последние 10 лет выход молодняка (в возрасте до 4 мес.) на одну самку в популяции снизился почти вдвое по сравнению с 50-ми гг. (0,7 и 1,2, соответственно) (рис. 3), а смертность молодняка в первые дни жизни в 1999-2008 гг. составила в среднем 11,1%, что вполне сопоставимо с показателями конца 50-х гг. – 9,5%. Средний вес новорожденных сайгачат в последние годы (1998-2008 гг.) составлял 3,49±0,22 кг, что достоверно больше, чем отмечалось в более ранний период (1957 - 1997 гг. – 3,19±0,28 кг) (Mann-Whitney U=35.5, P=0.01). Вес новорожденных самцов с 1998 по 2008 гг. (3,6±0,2 кг) достоверно больше (Mann-Whitney U=6, P=0.03), чем до 1997 г. включительно (3,26±0,3 кг). Различия в весе самок за эти периоды статистически незначимы (3,39±0,17 кг и 3,11±0,26 кг, соответственно) (Mann-Whitney U=7.5, P=0.053) (рис. 4). Так как ход эмбрионального развития будущего приплода определяется условиями питания беременных самок сайгака (Абатуров и др., 1982; Близнюк, Букреева, 2000), то результаты анализа весовых показателей новорожденных косвенно свидетельствуют о том, что в зоне обитания сайгаков их обеспеченность  Р  ис. 3. Выход молодняка на одну самку в популяции и смертность молодняка в первые дни жизни (1957-1997 гг. - по: Банников и др., 1961; Жирнов и др., 1998; Букреева, 2002; 2003-2008 гг. – собственные данные) Рис. 4. Вес новорожденных сайгачат и процент самок с двойными эмбрионами (1958-2008 гг.) (по: Арылова, 2008) кормами с середины прошлого века не претерпела существенных изменений. Доля самок с двойными эмбрионами (без учета яловых) в конце 50-х гг. и в 1993-2003 гг. была примерно одинаковой - 39,1±9,3 % (см. рис. 4). Отмеченная нами стабильность массы новорожденных сайгачат, скорее всего, не связана с увеличением процента одиночек, которые заведомо имеют бóльший вес, чем детеныши из двойни. Анализ соотношения полов новорожденных сайгаков показал, что самцов, начиная с 1998 г. и по настоящее время, рождается больше (в среднем 52,7%), чем в период с 1957 г. до 1997 г. (в среднем 49,4%). Эти различия статистически достоверны (t 27 =-2,4, n1=18, n2=11, P=0,024). Ранее предполагалось, что некоторое преобладание самцов среди новорожденных характерно для периодов высокой численности, а уменьшение их доли происходит при депрессии (Банников и др., 1961; Жирнов, 1982). Результаты наших исследований (1999-2008 гг.) показали, что среди новорожденных сайгаков преобладали самцы, однако, численность популяции все еще остается на низком уровне. 4  .5. Половозрастная структура. Анализ данных, представленных в ряде публикаций (Банников и др., 1961; Жирнов и др., 1998; Букреева, 2002) и наших собственных наблюдений (Арылова, 2008), показал, что после 70-х годов и до настоящего времени в структуре популяции сайгака нарастал серьезный дисбаланс в соотношении полов взрослых животных (рис. 5). Если до 90-х гг. ХХ в. доля взрослых самцов в популяции составляла 18-19%, то во второй половине 90-х гг. - в среднем до 10%, хотя доля рождающихся самцов существенно не менялась. Из-за избирательного изъятия к началу гона доля взрослых самцов значительно уменьшается (в среднем до 4%). В последние годы в стадах сайгаков преобладают самки и сеголетки, хотя доля взрослых самцов в популяции начала постепенно увеличиваться – до 12,5 % (2006-2008 гг.). Рис. 5. Динамика половозрастной структуры популяции сайгака на территории региона Черные земли (август 1949-2007 гг.) (по: Арылова, 2008) Проведенный анализ показал, что в период депрессии численности сайгака в пределах исследуемого региона при катастрофическом снижении доли взрослых самцов произошло увеличение яловости и сокращение общей плодовитости самок. Дополнительное увеличение числа яловых самок в отдельные годы может быть связано с засушливыми условиями в вегетационный период. Однако самки, участвующие в размножении, даже в этих условиях сохраняют высокую плодовитость, которая отмечалась и в годы высокой численности. Тем не менее, выход молодняка на одну самку в популяции сократился в два раза по сравнению с более благоприятными периодами, но это не связано с повышенным отходом молодняка в первые дни жизни. Масса новорожденных сайгачат практически не отличается от показателей конца 50-х гг. ХХ в. |
Похожие:
 | Рабочая программа дисциплины экология Факультативная дисциплина по... Изучение курса позволит будущим специалистам оценивать свою профессиональную деятельность с экологических позиций | | Человек. Экология. Здоровье Данный учебник предназначается для студентов вузов, изучающий современную экологическую ситуацию в рамках дисциплин «экология», «Социальная... |
 | Экология и природопользование В. А. Ермолаева. Социальная экология: Учебно-методический комплекс для студентов очной формы обучения Эколого – географического факультета... | | Тема: Экология как наука о взаимодействии организмов друг с другом Данный учебник предназначается для студентов вузов, изучающий современную экологическую ситуацию в рамках дисциплин «экология», «Социальная... |
| Рабочая программа по учебному предмету «Экология животных» «Экология животных» для учащихся 7 класса составлена на основе программы И. М. Швец, опубликованной в сборнике Природоведение. Биология.... | | «Экология» По дисциплине «Экология» Для специальности 270102. 65 «Промышленное и гражданское строительство» Форма подготовки очная/заочная |
| Рабочая программа по экологии Вологодской области (Далее рабочая... Вологда: издательский центр виро, 2008. – 60с.) и Региональным образовательным стандартом дисциплины «Экология Вологодской области»... | | Программа курса "глобальная экология" для студентов, обучающихся... Данный учебник предназначается для студентов вузов, изучающий современную экологическую ситуацию в рамках дисциплин «экология», «Социальная... |
| 2 Естественные науки (естествознание) 20. 1 Человек и окружающая... Материальное обеспечение дисциплины, технические средства обучения и контроля с. 7 | | Рабочая программа элективного курса по биологии «экология человека» Программа элективного курса содержит новые понятия и материалы, не содержащиеся в изучении предмета экология. Программа включает... |
| Кафедра экологии и природопользования Рабочая программа учебной дисциплины «Экология животных» составлена в соответствии с требованиями ооп: 022000. 62 (05. 03. 06) Экология... | | Кафедра экологии и природопользования Рабочая программа учебной дисциплины «Общая экология» составлена в соответствии с требованиями ооп: 022000. 62 "Экология и природопользование"... |
| Рабочая программа Дисциплины «Экология человека» Направление – 022000. 68 «Экология и природопользование» профиль «Окружающая среда и здоровье человека» | | Безопасность жизнедеятельности «Экология», 011600 «Биология», 013500 «Биоэкология», 012300 «Биохимия», направлений 511100 «Экология и природопользование», 510600... |
| ’’экология’’ В более общем смысле экология – это наука, изучающая взаимоотношения организмов и их сообществ с окружающей их средой обитания (в... | | Зоопланктон наливного водохранилища-охладителя харанорской грэс (забайкалье):... Использование в отчётном году акционерным обществом видов энергетических ресурсов 20 |
