Введение

Человек, растения, животные – все это неотъемлемые связанные части живой природы, которая на протяжении всей истории окружает нас. Со временем воздействие человека на остальные компоненты оказывается все весомее, и для того, чтобы сохранить равновесие в системе, нам важно наблюдать и делать все, чтобы восстановить это самое равновесие в случае чего. Таким образом, одним из главных инструментов в этом деле у нас выступает мониторинг. Человек использует его не только во многих сферах своей жизни, но и для наблюдения за природной средой, оценки ее состояния и составление прогнозов на ближайшее и не только будущее. Для эффективности данного процесса часто выбираются индикаторы разных сред, за которыми ведется тщательное наблюдение. Нами для рассмотрения был выбран такой важный индикатор среды, как птицы, а именно структура и динамика их населения на примере летнего периода. Территория Урала так же является довольно актуальным объектом для мониторинга, так как она является давно освоенной, здесь находится значимое число населенных пунктов, что говорит о том, что все изменения должны фиксироваться для качественного наблюдения за средой и более точных прогнозов изменения ее состояния. Таким образом, содержание нашей работы можно назвать актуальным, так как в ней проводится обобщение и систематизация данных, которые можно использовать и позднее, а также изучение динамики летнего населения птиц на юге таежной зоны среднего Урала, мониторинг состояния фауны в данный временной промежуток.

В качестве объектной области нами рассматривается орнитофауна, где объектом является летнее население птиц водоемов на юге таежной зоны среднего Урала, а предметом – его структура и динамика.

Цель работы: изучить структуру и динамику летнего населения водных и околоводных птиц на юге таежной зоны среднего Урала.

Задачи, поставленные нами для достижения поставленной цели:

  1. Рассмотреть видовой состав летнего населения птиц;

  2. Выявить сходство видового состава летнего населения птиц;

  3. Сравнить структуру летнего населения птиц на разных типах водоемов;

  4. Изучить динамику и проследить изменения летнего населения птиц.

Материалы и методика

Методика

На данный момент существует множество общеизвестных методик учета различных групп птиц. Так как для изучения нами выбрана группа водоплавающих птиц, то довольно занимательными нам показались методические указания по учету водоплавающих птиц, составленные сотрудниками Группы биологической съемки Оксокого заповедника Г. К. Кандаловой, В. Г. Панченко и С. Г. Приклонским. Главный метод, описанный в данной разработке – маршрутный. Проведение учёта сводится к прохождению наблюдателем постоянного маршрута с регулярной регистрацией непосредственных встреч водоплавающих птиц. Регистрация ведется в специальном журнале или на маршрутном листе, на котором заранее указываются ориентиры, и приводится описание характера местообитаний. Для успешного проведения такого рода учетов, важно верное определение птиц.

Материалы

Материалы для данной работы были собраны в течение трех учетных периодов: 2000-2001 гг, 2004-2005 гг. и 2018-2019 гг. в ходе стационарных исследований, которые проводились на биологической станции УрФУ в окрестностях Сысертского района. Учеты проводились с еженедельной повторностью, а итоговые результаты были оформлены в сводные таблицы, которые в последствии были использованы нами для анализа.

Суммарная площадь учета на водной поверхности на Усть-Сысертском водохранилище составила – 1,26 кв.км, на реке Исеть – 0,28 кв.км, на малых прудах – 0,04 кв.км.

Названия птиц приведено по В. К. Рябицеву (2001).

Карты

Рисунок 1.1

Рисунок 1. 1 – Усть-Сысертское водохранилище

Рисунок 1.2

Рисунок 1. 2 – Р. Исеть и ее окрестности

Рисунок 1.3

Рисунок 1. 3 – Малые пруды в д. Ключи

Результаты и их обсуждение

В процессе обработки полученных данных, нами была составлена таблица, в которой представлены все виды водоплавающих и околоводных птиц, встречавшиеся при проведении летних учетов в 2000-2018 годах. Анализируя данную таблицу, нами было установлено, что на изучаемых водоемах было зарегистрировано всего 51 вид птиц, которые относятся к 13 семействам и 34 родам.

Так же стоит отметить, что на изучаемых водоемах были зарегистрированы виды птиц, занесенные в красную книгу Свердловской области. К ним относятся: чернозобая гагара (Gavia arctica), лебедь-кликун (Cygnus cygnus) и красношейная поганка (Podiceps auritus). Каждый из видов считается редким, предпринимаются меры для его защиты. Так же два вида птиц, отмеченные на изучаемых водоемах, занесены в красную книгу России, а именно чернозобая гагара и красношейная поганка.

Краснокнижные виды

Чернозобая гагара

Лебедь-кликун

Красношейная поганка

Таксономическая структура

b %>% 
  filter(., Place == "vp") %>% 
  group_by(Biotop, Fam) %>% 
  summarise(P = sum(P), N = n(), .groups = "drop_last") %>% 
  mutate(P = P/sum(P), .groups = "drop") %>% 
  ungroup() %>% 
  #pivot_longer(names_to = "var", values_to = "val", -c("Fam", "Biotop")) %>% 
  ggplot(aes(x = '', y = P, fill = Fam)) + 
  geom_col(color = "black", size = 0.01) + 
  coord_polar(theta = 'y') + 
  facet_grid(cols = vars(Biotop))+
  theme_classic()+
  labs(title = "Таксономическая структура",
       subtitle = "береговая линия", y = "")

На изображении мы видим, что наибольшим по численности на водной поверхности р.Исеть и с/х озер было отмечено семейство чайковых, на Усть-Сысертсвком водохранилице же наибольшую часть населения составило семейство утиных, которые так же занимают значительную часть и среди населениря остальных биотопов.

b %>% 
  filter(., Place == "bl") %>% 
  group_by(Biotop, Fam) %>% 
  summarise(P = sum(P), N = n(), .groups = "drop_last") %>% 
  mutate(P = P/sum(P), .groups = "drop") %>% 
  ungroup() %>% 
  #pivot_longer(names_to = "var", values_to = "val", -c("Fam", "Biotop")) %>% 
  ggplot(aes(x = '', y = P, fill = Fam)) + 
  geom_col(color = "black", size = 0.01) + 
  coord_polar(theta = 'y') + 
  facet_grid(cols = vars(Biotop))+
  theme_classic()+
  labs(title = "Таксономическая структура",
       subtitle = "береговая линия", y = "")

На береговой линии с/х озер и Усть-Сысертского водохранилища наибольшим числом было отечено семейство бекасовые, в то время, как на р. Исеть - семейство Ласточковые.Так же значимую долю на всех биотопах занимает семейство трясогузковые.

Суммарная плотность особей

b %>% 
  group_by(Mth, Year, Biotop, Place) %>% 
  summarise(P = sum(P),.groups = "drop") %>% 
  mutate(id = paste0(Biotop, " - ", Place)) %>%  
  ggplot(aes(x = Biotop, y = P))+
  labs(x = "Биотоп", y = "Особей на кв.км")+
  geom_boxplot()+
  labs(title = "Суммарная плотность населения", 
       subtitle = "по биотопам")

На изображении выше мы наглядно можем видеть, что наибольшая плотность населения птиц была отмечена на с/х озерах в д. Ключи, что говорит о более комфортных условиях для проживания, гнездования именно на данном местообитании. Несмотря на единично отмеченные высокие значения общей плотности на р. Исеть, данный биотоп показал более низкие показатели суммарной плотности населения. Основной причиной этому могла стать высокая антропогенная и рекреационная нагрузка, а так же на с/х прудах можно отметить большее количество скрытных мест для гнездования и выведения потомства.

b %>% 
  group_by(Mth, Year, Biotop, Place) %>% 
  summarise(P = mf(P),.groups = "drop") %>% 
  mutate(id = paste0(Biotop, " - ", Place)) %>%  
  ggplot(aes(x = Biotop, y = P))+
  labs(x = "Биотоп", y = "Особей на кв.км")+
  geom_boxplot()+
  labs(title = "Индекс разнообразия Шеннона",
       subtitle = "по биотопам")

На данном изображении мы наблюдаем наибольший индекс разнообразия Шеннона на с/х прудах в д. Ключи, что подтверждает то, что данный биотоп оказался наиболее комфортным для гнездования и жизни птиц.

Межгодовая динамика семейств

b %>% 
  group_by(Fam, Year, Biotop, Place) %>% 
  summarise(P = sum(P),.groups = "drop") %>% 
  mutate(id = paste0(Biotop, " - ", Place), Year = as.character(Year)) %>%
  ggplot(aes(x = Fam, y = P, fill = Year) )+
  geom_col(position = "dodge")+
  facet_grid(rows = vars(id), scales = "free")+
  labs(x = "Семейства", y = "Особей на кв.км, на 10 км")+
  theme(axis.text.x = element_text(angle = 90, vjust = 0.5, hjust=1))

На данном изображении можно отметить, что в целом высокая плотность населения была отмечена на водной поверхности с/х озер в д. Ключи. В целом к учетному периоду 2018 года можно отменить снижение плотности населения на всех биотопах и типах местообитания. Предположительно, это можно объеяснить увеличением антропизации рассматриваемых территорий и их рекреационной нагрузкой.

Выводы

  1. Видовое богатство летнего населения птиц водоемов на юге таежной зоны составило 51 вида, относящихся к 13 семействам и 34 родам.
  2. Из отмеченных отрядов по количеству видов преобладал отряд Ржанкообразных, так же значительную долю составляет отряд гусиных.Семейства утиные, ласточковые,бекасовые стали самыми многочисленными из отмеченных в учетный период.
  3. Наибольшая плотность населения птиц была отмечена на с/х озерах в д. Ключи, что говорит о более комфортных условиях для проживания, гнездования именно на данном местообитании. Так же индекс разнообразия Шеннона показал, что в данном биотопе было отмечено наивысшее видовое разнообразие, что подтверждает комфортность местообитания для рассматриваемой наши группы птиц.
  4. Динамика летнего населения птиц изучаемых водоемов имеет схожий характер. В начале периода отмечается наибольшее количество особей, что свидетельствует о пролете и начале гнездового периода. В дальнейшем численность постепенно снижается, ближе к середине и концу лета вновь отмечается незначительное повышение относительной численности отдельных видов, что связано с появлением молодых птиц и началом осенних кочевок.