Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из приоритетных направлений современной экологии является изучение и сохранение биологического разнообразия (Криволуцкий, 1996; Радкевич, 1997; Шилов, 1997). Решение этой проблемы особенно важно для регионов с невысоким уровнем биоразнообразия и где степень разнотипного антропического воздействия на естественные экосистемы велика, что характерно для Западной Сибири. Здесь каждый вид наперечет, и требуется особая стратегия сохранения и использования биоразнообразия с пристальным вниманием не только к каждой экосистеме, но и к каждому виду и популяции (Мордкович, 1994). В связи с этим особое значение приобретают эколого-фаунистические исследования. Земноводные и пресмыкающиеся играют важную специфическую роль в функционировании наземных, околоводных и водных экосистем, особенно в их трофических цепях (Даревский, 1953; Второе, 1973; Иноземцев, 1978; Гаранин, 1983; Пикулик, 1985; Дробенков, 1996 и др.). Также они участвуют в циркуляции экто-эндопаразитов, поддерживают природные очаги трансмиссивных заболеваний (Золотаренко, Соусь, 1976; Леонов и др., 1974).
Важность изучения земноводных и пресмыкающихся в данном регионе определяется и тем, что до настоящего времени они являются наименее изученными группами среди позвоночных Западной Сибири. На современном этапе крайне важным является изучение пространственной дифференциации видов, экологических основ устойчивости популяций в динамических условиях среды.
С герпетологической точки зрения юг Западной Сибири оригинален тем, что здесь проходят северные границы распространения ряда видов. Изучение их экологии и географической изменчивости на периферии ареалов представляет значительный научный интерес.
При существенной трансформации ландшафтов и изменении условий обитания животных необходимо дать оценку количественным и качественным перестройкам в сообществах земноводных и пресмыкающихся, определить степень воздействия на популяции антропических факторов, включая техногенное загрязнение. Взрослые земноводные, их эмбриональные и личиночные стадии использовались нами как биоиндикаторы в практической системе экологического мониторинга территорий, испытывающих радиационное и химическое загрязнение вследствие деятельности Сибирского химического и Томского нефтехимического комбинатов.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось изучение фауны, эколого-популяционных и морфологических особенностей земноводных и пресмыкающихся юго-востока Западной Сибири. Это определило постановку следующих задач исследования:
-
Уточнение видового состава земноводных и пресмыкающихся, выявление их современного распространения, а также количественного распределения в шнротно-зональном и ландшафтном аспектах в пределах региона;
-
Исследование генезиса и становления батрахо- и герпетофауны Западно-Сибирской равнины в связи с историей ландшафта;
-
Изучение структуры сообществ земноводных различных естественных и антропических ландшафтов, их межгодовой динамики и определяющих ее экологических факторов;
-
Выявление эколого-популяционных и морфологических особенностей земноводных и пресмыкающихся региона;
-
Оценка антропических воздействий на сообщества и популяции земноводных и пресмыкающихся юго-востока Западной Сибири.
Научная новизна. Работа является первой специальной сводкой по одной из наименее изученных до настоящего времени групп позвоночных животных юго-востока Западной Сибири. Составлены аннотированные карты распространения земноводных и
пресмыкающихся региона. В рамках исследуемой территории уточнены северные границы ареала обыкновенного тритона, прыткой ящерицы и обыкновенного ужа. Несомненный интерес представляют сведения об экологии данных видов на пределе их ареала.
Получены оригинальные материалы по географической изменчивости морфологических признаков, экологии, некоторым аспектам этологии, биологии размножения и развития, трофическим связям земноводных и пресмыкающихся 9 видов. Впервые описано и доказаЕЮ внутреннее оплодотворение (а не наружное, как считалось ранее) и 2-годичные циклы созревания яйцеклеток и сперматозоидов у сибирского углозуба, т.е. 3-лстний половой цикл. Дан анализ популяционной структуры доминирующих видов.
В работе оценивается степень антропической трансформации батрахо-герпетокомплексов и экологическая пластичность ряда видов. Впервые детально исследованы патологии ранних стадий онтогенеза двух видов амфибий с техногенно загрязненных территорий, получены материалы по накоплению ими нехарактерных элементов (актиноидов и лантаноидов). Показана биоценотическая роль амфибий и рептилий в природе и их практическое значение. Приведены рекомендации по охране и рациональному использованию видов.
Теоретическое и практическое значение. Данные по фауне, динамике сообществ и популяций земноводных и пресмыкающихся различных ландшафтно-климатических зон юго-востока Западной Сибири послужат научной основой для планирования мероприятий по поддержанию биоразнообразия этих групп животных в регионе. Сведения по распространению и новые находки могут быть использованы при составлении кадастров животных Западной Сибири, исторической реконструкции фауны и выявлении истории формирования современных ареалов видов земноводных и пресмыкающихся. Описанное явление внутреннего оплодотворения и сложный половой цикл у сибирского углозуба меняют представление о репродуктивной биологии вида. Оценка ландшафтной дифференциации и динамики плотности населения обыкновенной гадюки позволила разработать и внедрить рекомендации по оптимизации рационального использования и охране этого промыслового вида. Сведения по биологии обыкновенного тритона будут использованы при составлении листов Красной книги Томской области.
В системе регионального экологического мониторинга материалы работы послужат в качестве эталонных характеристик для оценки и прогноза изменений сообществ и популяций земноводных и пресмыкающихся территорий, испытывающих антропический пресс. Наиболее подверженными техногенному воздействию у амфибий являются стадии раннего онтогенеза, что позволяет рассматривать биоиндикацию на эмбриональном и гистологическом уровне как перспективный подход. Данные по нарушению онтогенеза амфибий включены в систему экологического мониторинга г. Томска и г. Северска для оценки воздействия СХК и ТНХК на растительный и животный мир. Результаты диссертации, методические разработки и научные коллекции используются при чтении курсов лекций по зоологии позвоночных, герпетологии, проведении практикумов, учебных и производственных практик в Томском госуниверситете.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на Первом совещании по герпетофауне Дальнего Востока и Сибири (Владивосток, 1978), IV, V. VI, VII Всесоюзных герпетологических конференциях (Ленинград, 1977; Ашхабад, 1981; Ташкент, 1985; Киев, 1989); на IV и V Всесоюзных совещаниях "Вид и его продуктивность в ареале" по проекту программы ЮНЕСКО "Человек и биосфера" (Свердловск, 1984; Вильнюс, 1988), Международной сессии по лабораторному и террариумному содержанию и размножению амфибий (Шлейзинген, 12 - 17 октября 1988 г.); на Всесоюзном совещании по проблеме кадастра и учета животного мира (Уфа. 1989); региональных научно- практических конференциях
(Томск, 1977; 1980; 1982; 1983; 1992); на Международной научно-практической конференции "Радиационная безопасность и защита населения" (Екатеринбург, 1995); Международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей Среды" (Томск, 1995); Международной конференции "Радиоактивность и радиоактивные элементы в сфере обитания человека" (Томск, 1996); чтениях памяти профессора, доктора И.П. Лаптева (1997); на научно-практической конференции: "ЗАТО Северск: Состояние окружающей природной среды" (Северск, 1998); научной конференции "Биологическое разнообразие животных Сибири" (Томск, 1998).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 52 работы, из них - 4 коллективные монографии, 1 - в печати.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, заключения, списка литературы и приложения с таблицами и рисунками. Общий объем работы 41 1 стр., из них текст - 230 стр. Работа иллюстрирована 66 рисунками и 87 таблицами, из них 47 вынесены в приложение. Список литературы включает 664 источника, в том числе 111 на иностранных языках.