Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние искусственных водоёмов и особенности экологии обитающих в них видов водоплавающей дичи (обзор литературы) 9
1.1 Характеристика искусственных водоёмов 9
1.2 Особенности формирования и развития водохранилищ в степной и лесостепной зонах 11
1.3 Характеристика Воронежского водохранилища
1.3.1 Этапы становления Воронежского водохранилища 15
1.3.2 Характеристика верховий Воронежского водохранилища как наиболее эвтрофицированной его части и пути решения проблемы 18
1.4 Опыт изучения сукцессионных изменений, состава растительности и темпов зарастания верховий Воронежского водохранилища 26
1.5 Опыт исследования популяций водоплавающей дичи на искусственных водоёмах 32
1.6 Экологические взаимоотношения водоплавающей дичи с другими представителями водно-болотного биоценоза 37
2 Объект, территория и методика исследований 40
2.1 Характеристика территории исследований 40
2.1.1 Лесорастительная зона 40
2.1.2 Особенности климата 42
2.1.3 Гидрология 46
2.1.4 Животный мир (орнитокомплекс) и растительный покров 49
2.2 Методика исследований 59
2.2.1 Планирование исследований 59
2.2.2 Метод маршрутных учётов 62
2.2.3 Методики определения запасов растительности, донных отложений и рельефа дна з
2.2.4 Методика оценки ёмкости и продуктивности охотничьих угодий 73
2.2.5 Полевые исследования - рекогносцировочные и детальные 76
2.2.6 Камеральные работы 77
3 Экологические условия Воронежского водохранилища для популяций отдельных представителей подсемейства утиные и семейства пастушковые 78
3.1 Гидро-био-экологические параметры водохранилища 78
3.2 Динамика накопления донных отложений, рельеф дна 80
3.3 Особенности зарастания водоёма водно-болотной растительностью 85
3.4 Изменение запасов фитомассы верховий водохранилища 90
4 Закономерности развития популяций отдельных представителей подсемейства утиные и семейства пастушковые в условиях верховий Воронежского водохранилища 100
4.1 Динамика численности популяций отдельных представителей подсемейства утиные и семейства пастушковые 100
4.2 Пространственная структура популяций 116
4.3 Антропогенное влияние на состояние популяций 120
4.4 Опыт дичеразведения в охотничьих угодьях ВГЛТУ 125
4.5 Специфика межвидовых отношений водоплавающих птиц 129
4.6 Опыт по очистке водоёмов от органики 130
4.7 Оценка ёмкости и продуктивности охотничьих угодий 134
5 Способы оптимизации ведения охотничьего хозяйства в условиях интенсивно зарастающих искусственных водоёмов 136
Выводы 148
Заключение 149
Список литературы
- Характеристика верховий Воронежского водохранилища как наиболее эвтрофицированной его части и пути решения проблемы
- Животный мир (орнитокомплекс) и растительный покров
- Динамика накопления донных отложений, рельеф дна
- Антропогенное влияние на состояние популяций
Введение к работе
Актуальность исследования. В Европейской части Российской Федерации около 50 тысяч искусственных водоёмов, из которых 1162 крупных, имеющих статус водохранилища (Мишон, 2000; 2008; Казимрук, 2004). Территории большинства этих водоёмов являются охотничьими угодьями. Однако, как правило – это искусственные мелководные водоёмы, и одной из основных проблем таких объектов, стало их достаточно быстрое зарастание водно-болотной растительностью (Папченков, 2003), что ухудшает условия местообитания отдельных представителей подсемейства утиные (Anatidae. ) и семейства пастушковые (Rallidae, V.) на таких территориях (Кудрин, 2000). Водоплавающие птицы, в свою очередь, являются неотъемлемой частью орнитокомплекса водохранилищ и важным компонентом водно-болотных экосистем.
В последние десятилетия в европейской части России наблюдается тенденция к снижению численности водоплавающих (Разумовский, 2010; Бородулин, 2012). Одной из причин этого, становится сокращение площадей, пригодных для их обитания (Мартынов, 2011; Новиков, 2012). В данной ситуации водохранилища играют важную, а в ряде регионов ключевую роль в поддержании численности водно-болотных птиц, являясь не только местами их гнездования, но и местами, обеспечивающими их весенние и осенние миграции (Лозовой, 1996).
В связи с этим представляются актуальными и востребованными исследования, дающие возможность выявить тенденции развития искусственных мелководных водоёмов. Знание таких тенденций позволяет прогнозировать изменение условий обитания водоплавающих птиц в подверженных зарастанию водоёмах и планировать мероприятия по сохранению их продуктивности (Кудрин, 2000; Леонтьев, 2013).
Цель исследований – является определение влияния зарастания искусственного водоёма на состояние популяций отдельных представителей подсемейства утиные (Anatidae. ) и семейства пастушковые (Rallidae, V.) и способов оптимизации ведения охотничьего хозяйства.
Задачи исследований:
1. Определить видовой состав и биомассу водно-болотной растительности
Воронежского водохранилища.
2. Исследовать динамику численности, изменение видового состава и пространственной
структуры популяций утиных (Anatidae. и пастушковых (Rallidae, V.) Воронежского
водохранилища.
3. Выявить основные лимитирующие факторы, определяющие численность и
пространственную структуру популяций утиных (Anatidae. ) и пастушковых (Rallidae, V.) в
условиях интенсивного зарастания.
4. Определить зависимость плотности популяций утиных (Anatidae. и пастушковых
(Rallidae, V.) от степени зарастания водоёма.
5. Определить и обосновать способы оптимизации ведения охотничьего хозяйства в
условиях искусственных водоёмов.
Научная новизна. Впервые обобщены данные по динамике численности отдельных представителей подсемейства утиные (Anatidae. ) и семейства пастушковые (Rallidae, V.) в условиях верховий Воронежского водохранилища с момента его образования до настоящего времени. Исследована степень и приведена динамика зарастания верховий Воронежского водохранилища за указанный период и выявлен ряд особенностей этого процесса. Впервые детально исследована пространственная структура сообществ подсемейства утиные (Anatidae. ) и семейства пастушковые (Rallidae, V.) на территориях водохранилища с различной степенью зарастания водно-болотной растительностью.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Видовой состав и биомасса водно-болотной растительности Воронежского водохранилища.
-
Динамика численности, видового состава и пространственной структуры популяций утиных (Anatidae. ) и пастушковых (Rallidae, V.) Воронежского водохранилища.
-
Агрегативная структура популяций утиных (Anatidae. ) и пастушковых (Rallidae, V.), обусловленная наличием открытой воды, средней глубиной водоёма, а также характером донной, плавающей и прибрежной растительности.
4. Основным лимитирующим фактором для водоплавающих птиц на искусственных
водоёмах является фактор беспокойства и зарастание минимум 30% исследуемой территории
(600 га) телорезом алоэвидным (Stratiotes aloides, L.).
-
Зависимость плотности популяций утиных (Anatidae. ) и пастушковых (Rallidae, V.) от степени зарастания водоёма.
-
Способы оптимизации ведения охотничьего хозяйства, ориентированного на утиных (Anatidae. ) и пастушковых (Rallidae, V.) в условиях искусственных водоёмов.
Практическая значимость. Полученные результаты и выявленные тенденции могут быть использованы при подготовке нормативных документов и составлении проектов охотустройства, составления кадастра объектов животного мира, а также для ежегодного расчёта норм добычи водоплавающих птиц. На основании полученных результатов можно определить параметры мероприятий, направленных на улучшение качества водно-болотных угодий.
Апробация работы. В период с 2011 по 2017 годы результаты исследований
докладывались на трёх Всероссийских и международных конференциях, а также на
конференциях внутривузовских: 9-я межрегиональная научно-практическая конференция,
посвящённая году охраны окружающей среды в Российской Федерации (Воронеж, 2013);
международная научно-практическая конференция «Современные направления
теоретических и прикладных исследований» (Одесса, 2013), 7-я Международная научно-практическая конференция «Сохранение разнообразия животных и охотничье хозяйство России» (Москва, 2017).
Личный вклад автора. Автором разработана программа и теоретические положения исследований, проведена закладка пробных площадей для учёта изменения фитомассы, проведены сбор, обработка и анализ материалов полевых исследований. Автором лично проведены обработка и анализ материалов полевых исследований, сделаны промежуточные и обобщающие выводы, на основании которых разработаны способы оптимизации ведения охотничьего хозяйства в условиях интенсивно зарастающих искусственных водоёмов.
Достоверность полученных результатов обеспечена комплексными исследованиями, использованием программ для ПК (Microsoft Exel), современных способов обработки информации, математической обработки полученных статистических данных, большим объёмом фактического материала, а также репрезентативностью.
Публикации. Опубликовано по теме диссертации 7 научных работ, в том числе 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, заключения и списка литературы из 200 работ, в том числе 12 на иностранных языках, а также из 11 приложений. Диссертация включает 150 страниц текста, в том числе 30 таблиц и 36 рисунков. Общий объём работы – 171 страница.
Характеристика верховий Воронежского водохранилища как наиболее эвтрофицированной его части и пути решения проблемы
История создания водохранилищ. Невозможно осуществлять любые мероприятия по реабилитации мелководных водоёмов без знания их истории создания и генезиса. Изучением водохранилищ, в том числе их историей занимался А. Б. Авакян и описывал в своей работе водяные мельницы. Пруды, расположенные рядами и приводившие в движение водяные колёса и являются «предками» современных водохранилищ. Искусственные водоёмы создавались также на случай наступления сухого и жаркого лета. К началу 19-го века пруды обеспечивали энергией, как известно, промышленные производства. Рядом с Каширой на территории современной Московской области, работал целый каскад мельничных установок, а с начала18-го века водохранилища в России использовались в качестве судоходных территорий (Buss; 1966; Авакян, 1987; Bader, 1978).
Сегодня на территории России большое количество водохранилищ, неизбежно меняющих природную среду. Искусственные водоёмы в горах являются источниками достаточно дешёвой электроэнергии, в засушливых районах они -источники воды для оросительных систем. Для борьбы с наводнениями водохранилища активно используются на Дальнем Востоке. На Волге к настоящему моменту создано 13 водохранилищ, объём каждого из которых - боле 1 км3. Московским морем часто называют Иваньковское водохранилище, от которого начинается канал имени Москвы. Рыбинское водохранилище сравнимо по площади с крупнейшими озёрами Европы. Этот водоём затопил широкие долины левых притоков Волги - Шексны и Мологи. В результате образовался водоём шириной до 60 км и длиной 140 км, со множеством заливов, полуостровов и островов, а плотина Куйбышевского водохранилища подняла уровень воды в Волге на 26 м и искусственное море затопило пойму реки на площади почти 6,5 тыс. км2 (Авакян, 1990; Михно, 2000).
В Сибири и на Дальнем Востоке созданы пятнадцать крупнейших в мире водохранилищ, строительство которых началось в 50-х гг. XX в. Из-за гористого рельефа было затоплено относительно немного земель, учитывая, что подпор у сибирских водохранилищ в 4-6 раз больше, чем у равных им по площади волжских. Длина «морей», как правило, значительна: от 150 км у Колымского и Хантайского до 565 км -у Братского. Такие водоёмы расположены по всей огромной территории страны в различных климатических условиях и являются излюбленными местами обитания водоплавающей дичи (Чеботарёв, 1964; Субботин, 1983; Авакян, 1990). Воронежское водохранилище также не является исключением.
Проблемы, связанные со строительством водохранилищ, отмечал в своей работе А. М. Кудрин, а процессы заиления искусственных водоёмов рассмотрены Г. И. Шамовым ещё в 1938 г. Вследствие строительства искусственных водоёмов возникает множество экологических проблем, которые обусловлены резким изменением рельефа местности в районе строительства. В результате образования водохранилища водой затапливаются значительные территории, ранее являвшиеся сушей. Резко изменяется гидрологический режим почв, прилегающих к водоёму, затапливаются территории, ранее являвшиеся пастбищами или лугами. Впоследствии и сам водоём может подвергаться зарастанию и уменьшению площади зеркала, а это не может не оказывать сильного влияния на динамику численности всей водоплавающей дичи, обитающей на водохранилище. Со всеми этими процессами неразрывно связано такое понятие, как эвтрофикация. Важнейшими показателями качества водоёма является степень его эвтрофикации и обычного зарастания такими растениями, как, например, телорез или рогоз. Явление эвтрофикации свойственно для всех водоёмов, только проявляется оно по-разному (Шамов, 1938; Кудрин, 2000).
Возникновение экологической опасности в процессе эксплуатации водохранилищ, а также способы её предупреждения отметили в своей статье Б. А. Новаковский, П. Е. Каргашин, А. И. Прасолова, Р. В. Пермяков и М. А. Каргашина. Авторами была описана возможность использования геоинформационных систем при проектировании искусственных водоёмов и для прогнозирования дальнейшего развития ситуации с уже эксплуатируемыми водохранилищами, приведены примеры компьютерных программ (ArcGIS 10, Photomod 5.2 и другие), позволяющих работать с ГИС-технологиями (Новаковский, 2013).
Как известно, эвтрофикация - это процесс обогащения водоёмов питательными веществами, особенно азотом и фосфором, главным образом биогенного происхождения. В результате происходит постепенное зарастание озера и превращение его в болото, заполненное илом и разлагающимися растительными остатками, которое в конце концов полностью высыхает. В естественных условиях этот процесс занимает сотни, а то и тысячи лет, однако в результате деятельности человека и в целом, антропогенного загрязнения он протекает гораздо быстрее. Так, например, в маленьких прудах и озерах он завершается всего за нескольких десятилетий (Даценко, 2007).
Эвтрофикация усиливается, когда рост растений в водоеме стимулируется азотом и фосфором, содержащимися в насыщенных удобрениями стоках с сельскохозяйственных угодий, в чистящих и моющих средствах и других отходах. Воды озера, принимающего эти стоки, представляют собой плодородную среду, в которой происходит бурный рост водных растений, захватывающих пространство, в котором обычно обитают рыбы. Водоросли и другие растения, отмирая, падают на дно и разлагаются аэробными бактериями, потребляющими для этого кислород, что приводит к замору рыбы. Озеро заполняется плавающими и прикрепленными водорослями и другими водными растениями, а также питающимися ими мелкими животными. Синезеленые водоросли, или цианобактерии, делают воду похожей на гороховый суп с дурным запахом и рыбным вкусом, а также покрывают камни слизистой пленкой (Эделыптейн, 1998; Мосияш, 2003; Селезнёва, 2008).
Явление зарастания определённых участков водохранилища, прежде всего, телорезом, безусловно значительно затрудняет расселение и жизнедеятельность всей водоплавающей дичи, обитающей на этих участках. Наиболее сильно при зарастании ограничиваются возможности укрытия и гнездования водоплавающих, т.к. телорез делает практически невозможным устройство гнёзд в зарослях рогоза. Через рогоз, заросший телорезом, уткам практически невозможно пробраться, что в свою очередь исключает возможность их укрытия. Такая проблема на водохранилище давно существует и отрицательно влияет на динамику водоплавающих уже длительный период времени (Новиков, 2012). Аналогичная проблема наблюдаются и у Матырского и Днепровского водохранилищ, схожих по строению, параметрам и способу образования с Воронежским.
Животный мир (орнитокомплекс) и растительный покров
Располагается УОЛ ВГЛТУ на территориях г. Воронежа, а также Рамонского административного района Воронежской области и Хлевенского района Липецкой области. В состав УОЛ ВГЛТУ входят несколько участковых лесничеств: Конь-Колодезное, Животиновское, Правобережное, Левобережное. Общая площадь лесничества составляет 13873 га. Контора данного объекта находится по адресу: 394087 г. Воронеж, ул. Морозова 1б, квартал №55 Правобережного участкового лесничества.
Территория УОЛ ВГЛТУ относится лесостепной зоне Днепровско- Донского округа луговых степей и дубовых лесов. Климат района расположения лесничества является умеренно-континентальным.
УОЛ ВГЛТУ расположен в южной части Окско-Донской низменности. В геологическом отношении является сравнительно молодой, окончательно сформировавшейся в четвертичном периоде. В конце третичного периода здесь была лощина, заполненная ледниковыми и флювиогляциальными отложениями Донского оледенения. Ледниковые отложения прикрыты чередующимися глинистыми и песчаными слоями. С точки зрения рельефа район является плоской равниной, слабо рассечённой системой речных долин и балок, и расположен на водоразделах рек Воронеж и Дон (правобережная часть), Воронеж и Усманка (левобережная часть).
Главное водной артерией лесничества является река Воронеж со своим левым притоком - Усманкой. Усманка проходит по восточной границе лесничества. Общая протяжённость реки составляет 368 км, а в пределах УОЛ - 43 км. В межень ширина реки от 40 до 80 м, глубина колеблется от 1 до 4 м. Паводок весной достаточно бурный и уровень реки в это время поднимается на 4-6 м, а пойма на продолжительное время затапливается водой. Река из-за своей малой глубины мало пригодна для судоходства. По условиям и режиму питания данный объект относится к восточно-европейскому типу рек. Снеговое питание - 70%, подземное - 20%, дождевое - 10%. Пойма реки оказалась под водой на протяжении от города Воронежа до села Чертовицкое в результате создания Воронежского водохранилища. Исследуемая нами территория - верховья Воронежского водохранилища, относится к Левобережному участковому лесничеству (Лесохозяйственный регламент УОЛ ВГЛТУ, 2006).
Площадь водосбора Воронежского водохранилища до села Чертовицкое составляет 21000 км2. Полная площадь водоёма равна 70 км2 (Мишон, Склярова, 1986). Бассейн практически совпадает с бассейном реки Воронеж (приложение К, рисунок 1). Протяжённость водосбора с севера на юг составляет 260 км, с запада на восток - 120 км. В Липецкой и Тамбовской областях размещается значительная часть бассейна водохранилища, южная часть расположена в Воронежской области, незначительная в Рязанской. Долина реки Воронеж служит стержнем бассейна водоёма. Вытягивается на расстояние около 520 км в меридиональном направлении.
В бассейне реки Воронеж насчитывается около 488 постоянных поверхностных водотоков с общей длиной речной сети 4645 км. Самые малые водотоки длиной до 25 км составляют 92% от общего количества, малые реки длиной 26 - 100 км - 6%, средние реки длиной более 100 км - около 2% (Мишон, 1986). В поймах крупных рек водосбора многочисленны озёра - старицы, от недавно образованных, с чистой водной поверхностью, до старых, заиленных и заросших. Общее количество озёр в бассейне Воронежского водохранилища - 745. Большинство из них - мелкие водоёмы с площадью зеркала до 0,10 км2. Озёр с зеркалом более 0,10 км2 - 31, в том числе с зеркалом от 0.10 до 0,20 км2 - 3. Суммарная площадь всех озёр невелика- 16,61 км2.
Около 1,5% всей площади водосбора водохранилища занимают болота. Отдельные болотные массивы не превышают по площади 100 га, преобладающее число болот принадлежит к низменному типу. В бассейне водохранилища около 650 прудов. Средняя площадь водоёмов - 4 - 4,5 га. Около 370 прудов относятся к крупным водоёмам, суммарный объём их составляет 120 млн. м3, а общая площадь составляет 55,4 км2.
Наша территория исследования - территория Воронежского водохранилища, его верховья, расположенные севернее федеральной трассы Москва-Ростов. Объём - около 204 млн. м3. Длина водохранилища около 30 км, ширина в среднем, достигает 2 км, а средняя глубина - 2,9 м. Было образовано плотиной и наполнено в 1972 году (приложение К, рисунок 2, 3).
Назначение водохранилища - промышленное водоснабжение предприятий города Воронежа, развитие речного транспорта, орошение земель пригородных сельскохозяйственных территорий. 31 марта 1972 года является датой начала наполнения, 23 апреля 1972 года - дата достижения нормального подпорного уровня (НПУ). Основные параметры Воронежского и Матырского водохранилищ -в таблице 4. Таблица 4 - Сведения о наиболее крупных водохранилищах Центрально Чернозёмного региона (Кудрин, 2000)
Основные параметры игидрологическиехарактеристики Матырское водохранилище Воронежское водохранилище Год ввода в эксплуатацию 1976 1972 Тип водохранилища русловое русловое Длина, км 30 35 Ширина, кмсредняямаксимальная 1,5 2,0 2,0 2,5 Средняя глубина, м 3,0 3,0 Площадь зеркала при НПУ, км2 45 70 Полный объём, млн. м3 144 204 Минимальный навигационный уровень Не срабатывается Не срабатывается Площадь водосборного бассейна 5118 21460 2507 млн. м3 - объём годового стока 50%-ной обеспеченности без учёта регулирующего влияния Матырского водохранилища. С учётом влияния - 2301 млн. м3. Объём стока за половодье 50%-ной обеспеченности до строительства Матырского водохранилища - 1376 млн. м3. Зарегулированный водоток Воронежского водохранилища река Воронеж.
Река Воронеж по водному режиму, как и река Дон относится к восточноевропейскому типу рек. В годовом ходе уровней выделяются высокие его подъёмы во время прохождения весеннего половодья, когда сток составляет 60-70% объёма его годового значения. Затем наступает летне-осенняя межень, плавно переходящая в зимнюю. На реке Воронеж весеннее половодье обычно начинается в конце марта - начале апреля. Средняя его продолжительность 35-45 дней.
В мае или в начале июля устанавливается весенне-летняя межень. Средний многолетний модуль стока реки Воронеж у города Воронежа составлял (до 1972 года) 3,46 л/(скм2), средний годовой расход воды 73,0 м3/с. Средний многолетний расход весеннего половодья равен 1300 м3/с. В среднем 9 декабря на Воронежском водохранилище устанавливается ледяной покров. Освобождение водохранилища ото льда происходит обычно 12 апреля. Средняя продолжительность безледоставного периода 229 дней. Максимальная температура воды в водохранилище наблюдается в июле от 22,4 С у села Чертовицкое (Мишон, 2008) до 29 С на поверхности акватории. Водоём расположен на реке Воронеж, практически полностью в пределах городской черты.
Динамика накопления донных отложений, рельеф дна
Учёты, проводимые на территории верховий Воронежского водохранилища и на территории всего охотхозяйства ВГЛТУ, выявили имеющиеся недостатки всех использованных методов. Пока не существует универсальной методики учёта водоплавающих птиц. Все количественные учёты основаны, как правило, на визуальном фиксировании отдельных особей или их скоплений.
Коэффициенты активности, которые применялись нами в ходе работ, применяются из-за необходимости подсчёта количества особей с учётом их активности, которая при выпугивании птиц может существенно варьировать. Данные коэффициенты предлагается применять в зависимости от времени суток (Исаков, 1952; Кузякин, 1979), от сезона года (Книзе, 1934), комплекса факторов (Никульцев, 1970) и категории угодий (Данилов, 1963). При таком подходе учитываются погрешности при ленточном учёте птиц (Кудрин, 2000). Для каждого периода и каждого конкретного типа угодий применялись свои коэффициенты, выводимые нами опытным путём в зависимости от погодных условий (для каждых погодных условий выводился свой характерный коэффициент активности, а его значение принималось в пределах от 1,5 до 3,5). Технически расчёт коэффициента проводился следующим образом. После прохождения маршрута на лодке и учёта всех птиц, появившихся в зоне видимости, мы возвращались в исходную точку маршрута и проводили сплошной перечёт, проходя через заросли в пределах полосы учёта и выпугивая всех находящихся там птиц с использованием уже двух лодок. Затем сравнивали полученные показатели численности и определяли в сколько раз необходимо увеличить количество птиц, учтённое при прохождении маршрута на лодке. Это число и служило коэффициентом активности для данных погодных условий. Впоследствии при схожей погоде в день проведения учёта применялся полученный коэффициент. Коэффициенты активности для других погодных условий были рассчитаны аналогичным путём (Кузякин, 1979).
Маршрутный учёт показывает наиболее точные результаты, поэтому и был избран нами в качестве основного. Причиной такого «избрания» являлась также специфика исследуемых угодий. Во многих литературных источниках рекомендуется использовать учётные полосы и переводить полученную численность на всю зону видимости, а потом и на всю исследуемую территорию (Ларин, 1954; Рыковский, 1965; Юргенсон, 1965; Кузякин, 1979). При таком учёте нами использовалась полоса по ходу движения лодки по 50 метров в каждую сторону, однако дальность обнаружения птиц зависела от просматриваемости и типа угодий.
Другой метод учёта - коридорный, также использовался нами в период исследований. Однако применялся он только для учёта птиц на весенних и осенних пролётах (приложение К, рисунки 7, 8). Такой учёт относится к относительным и заключается в подсчёте птиц с одной точки наблюдения при том, что пролетают особи через определённый, установленный нами коридор. С помощью данного метода можно выделять различные показатели, такие как общее количество птиц, количество птиц, пролетевших на расстоянии выстрела, а также просто пролетевших «со звуком» без визуального контакта с учётчиком (Кузякин, 1979).
При проведении исследований нельзя не учитывать активность птиц, которая меняется в зависимости от различных условий (время суток, погодный условия, сезон и т.д.). Примером этого может быть различная активность лысух и уток в зависимости от времени суток. Они наиболее активны с рассвета до полной темноты, а ночь проводят в зарослях или на кочках. Поганки активны в течение всего времени суток, но делают перерывы на короткий отдых.
Активность птиц также зависит от погодных условий. Время на передвижение и кормление сокращается в ветреные и дождливые дни и птицы укрываются в зарослях. В холодные - находятся, преимущественно, на сухих местах. Эта особенность характерна для уток и лысух (Кудрин, 2000).
Во время брачного периода и осенних пролётов водоплавающие птицы наиболее активны. Активность также возрастает и с началом сезона охоты. Птицы, преимущественно, утиные, не сидят крепко, поднимаются на большом расстоянии от человека, что позволяет учесть большее количество особей. А коэффициент активности для лысух будет снижаться, так как они при приближении человека быстро укрываются в водно-болотной растительности. Период гнездования и выкармливания выводков - период наименьшей активности утиных и наибольшей их осторожности. Особенно это обстоятельство касается крякв, красноголовых нырков и чирков. Этих представителей утиных можно увидеть только в сумерках. Лысухи с выводками кормятся в течение всего дня (Кузякин, 1979).
Все данные, полученные в результате учётов, были математически обработаны и использованы для создания модели, прогнозирующей изменение численности водоплавающих птиц с течением времени под влиянием различного рода лимитирующих факторов (увеличения фитомассы и запасов органики на дне, эвтрофикации, антропогенного воздействия, постепенного заболачивания водоёма и так далее). При этом учитывались сезонные и суточные изменения активности птиц. Нами были построены графики изменения численности за весь период существования водохранилища (приложение З) (данные получали из различных источников), а также за период с 1989 по 2014 годы. Плотность птиц на исследуемой площади верховий (600 га) определялась для каждого маршрутного учёта отдельно. Площадь пройденного маршрута определялась нами в гектарах, путём произведения протяжённости пройденного пути (км) на 10, так как полоса учёта принималась нами за 100 м (по 50 м с каждой стороны по ходу движения). Количество птиц, учтённых на маршруте, умножали на принятый нами для каждого отдельного случая коэффициент активности, получали численность птиц на обследованной территории. Далее методом интерполяции переводили численность птиц, встреченных на маршруте, на общую площадь угодий (600 га). Для каждого месяца и года нами вычислялась средняя численность птиц в угодьях, что впоследствии было использовано для выявления связи между изменением запасов фитомассы и численностью водоплавающих птиц, а также для составления графиков.
В ходе полевых работ нами был подсчитан примерный запас растительности водохранилища, а также собраны данные об изменении запасов фитомассы в период с 1989 по 2014 годы. За основу была взята методика, которой пользовалась в своей работе Н.Ю. Хлызова, а для составления карт, отражающих динамику изменения затянутых растительностью площадей, различные компьютерные программы (Maps Google, Google Earth), содержащие, в том числе, и исторические снимки исследуемой территории.
Для составления гербария некоторых водных растений может быть использована методика Михаэлиса. Заключается она в промывании растений дистиллированной водой, выдерживании их в 50%-ном растворе глицерина в течение трёх дней и высушивании между листами обычной бумаги. Использование 100%-ного раствора глицерина позволяет растениям сохранить практически первоначальные цвет и форму. Все растительные сообщества, имеющиеся на территории верховий водохранилища, описывались на пробных площадях размером 100 м2, в пределах которых, в свою очередь, закладывались площадки 1x1 м (приложение К, рисунки 5, 6) (Катанская, 1981). Закладка пробных площадей была сопряжена с трудностями доступа к месту исследований из-за сильно заросших проходов между водоёмами (рисунок 11).
Антропогенное влияние на состояние популяций
Плотность популяций водоплавающих птиц существенно снизилась в последние десятилетия, причём на территории всей европейской части РФ (Нумеров, 2012). Также произошли значительные изменения в структуре и состоянии популяций водоплавающей дичи на региональном уровне. Свидетельством этого являются и результаты детального мониторинга за численностью птиц в водно-болотных угодьях охотхозяйства Воронежской государственной лесотехнической академии, который проводился сотрудниками, студентами и аспирантами в течение 60 лет. Все эти данные, по мере их доступности, были нами обобщены и проанализированы. Значительная часть материалов по данному вопросу находится в дипломных работах студентов и в частных архивах ветеранов охотхозяйства, в научных публикациях, а также в хозяйственных и научных отчётах. Нами также были использованы данные по учётам численности водоплавающей дичи, собранные такими членами охотхозяйства как Терпугов Е.Е., Лозовой А.Д., Сухорослов М.С., Кудрин А.М., Царалунга В.В., Кирмасов С. В.
Такие данные, накопленные вследствие ведения активного охотничьего хозяйства в течение всех лет на исследуемой территории, а также проведения регулярных научных исследований, являются богатым фактическим материалом. Знание этих показателей за разные годы и позволяет нам проследить динамику численности водно-болотной дичи.
Первые зафиксированные данные о численности водоплавающей дичи относятся к 1952 году - году создания охотхозяйства Воронежского лесного института. В какое время года и как проводился тогда учёт дичи нам неизвестно. В дальнейшем учёты проводились, как правило 3-4 раза в сезон. В некоторые годы, как например 1976; 1985; 1991; 1998; 1999; 2010; 2011, 2012; 2014 чтобы отследить сезонную динамику учёты водоплавающей дичи проводились от 10 до 31 раза за весеннее-осенний период (Новиков, 2012). Все имеющиеся данные по учётам сведены нами в таблицу 16.
В первые годы после затопления ложа водохранилища численность водоплавающих птиц на территории хозяйства выросла более чем в десять раз. Причём это увеличение произошло не пропорционально больше увеличения площадей водных угодий. Однако в последующие годы численность птиц начинает медленно и неуклонно снижаться. Этот процесс к началу 1980-х годов был обусловлен усилением фактора беспокойства и активной охотой. Бонитет самих угодий увеличивался в этот период времени вследствие зарастания прибрежной зоны осокой, рогозом и камышом (улучшались гнездовые условия для птиц). Нам известно, что численность дичи увеличилась почти в два раза в результате закрытия охоты в верховьях на 4 года с 1985 по 1989. Это обстоятельство подтверждает важность фактора беспокойства.
Достаточно резкое снижение численности всех видов водоплавающей дичи начинается к концу 1990-х годов. Если говорить о последнем десятилетии, то плотность популяций водоплавающей дичи в угодьях хозяйства упала более чем в пять раз. Здесь мы наблюдаем влияние увеличения темпов зарастания водоёмов верховий водохранилища, а также общее снижение численности, что, как уже было отмечено, характерно для всей европейской части РФ.
Видовая динамика в комплексе водно-болотной дичи также значительна. Во время, предшествующее зарегулированию реки, в угодьях хозяйства практически не гнездился нырок красноголовый (Aythya ferina, L.), а после этого встречался регулярно и составлял от 5 до 10 % от общего поголовья водоплавающих птиц. Достаточно сильные колебания численности происходили в популяции лысухи (Fulica atra, L.). Она до затопления водохранилища была обычным видом в угодьях на уровне 25% от всей дичи. После затопления водохранилища её доля росла до начала 90-х годов. В отдельные годы, к примеру, в 1990, она составляла до 70% от общей численности всей водно-болотной дичи. В последние годы её доля значительно сократилась и составляет 7-10%.
Наиболее стабильную численность в силу своей пластичности имеет кряква (Anas platyrhynchos, L.). Причем её доля в комплексе водоплавающей дичи практически всегда была наибольшей, за исключением короткого периода в конце 80-х, начале 90-х годов, когда это место она уступала лысухе. Вид обладает высокой толерантностью к фактору беспокойства и к условиям среды.
В исследуемых угодьях всегда встречались чирок-трескунок (Anas querquedula, L.) и чирок-свистунок (Anas crecca, L.). Как и в случае с кряквой их доля все годы наблюдений была достаточно стабильной и колебалась от 8 до 25%. Однако основным резерватом местных популяций чирков и местом гнездования является всё-таки более южная часть водохранилища, с не зарастающими и достаточно глубокими плёсами. В верховья, на территорию охотхозяйства, птицы откочёвывают во второй половине лета из-за увеличивающегося в этот период фактора беспокойства.
Остальные виды птиц, бывшие многочисленными во время пролётов, редко встречались во время гнездования или не встречались вообще. Другие виды водоплавающей дичи, сравнительно многочисленные в период весеннего и осеннего пролётов, в период гнездования встречались редко. На такую ситуацию не повлияли даже проводимые в 1970-х годах эксперименты с устройством искусственных гнездовий для гоголя и подкладкой яиц других видов в гнездовья кряквы. Учёт птиц на пролётах проводился нами по вышеупомянутой методике (коридорный метод) (рисунки 18 и 19), данные сведены в таблицу 17.