Архів якісних рефератів

Знайти реферат за назвою:         Розширений пошук

Меню сайту

Головна сторінка » Біологія

Моніторинг мігруючих птахів та їх зимівля навколо водосховищ та ставків (реферат)

Зміст

1. Моніторинг мігруючих птахів Чорноморсько-середземноморського пролітного шляху

2. Зимівля водоплавних та навколоводних птахів у районі Кременчуцького водосховища

1. Моніторинг мігруючих птахів Чорноморсько-середземноморського пролітного шляху

У нестабільному середовищі благополуччя популяції повинне визначатися не середньою, а мінімальною кількістю ресурсів або здатністю переходити на замінюючий ресурс, зокрема емігрувати в інший район. Варіація величини популяції, породжена місцем існування, приводить до формування механізмів стабілізації чисельності, таких як оптимальний вибір місцеперебування, територіальний консерватизм і дальність дисперсії. Вивчення масових міграцій тварин на кількісній основі має важливе теоретичне та практичне значення. Перш за все, для підтримки безпеки польотів авіації, контролю й прогнозування медико-епідеміологічних ситуацій, раціонального використання запасів дичини, збереження рідкісних і зникаючих видів, а також управління популяціями масових видів перелітних птахів, що є важливою частиною біоценозів.

Екологічний моніторинг є найважливішою складовою частиною вивчення та охорони навколишнього середовища, оскільки аналіз динаміки природних процесів дозволяє виявити найбільш загальні закономірності організації екосистем, ценотичних зв'язків і біології окремих видів тварин та рослин. В рамках програм екологічного моніторингу можлива розробка і впровадження наукових методів охорони навколишнього середовища. Тому розвиток уніфікованих методів екологічного моніторингу, які дозволяли б не тільки фіксувати зміни та порушення природних співтовариств, але й виявляти причини та прогнозувати напрям і характер їх подальшої трансформації є дуже актуальним.

Традиційні методи моніторингу стану навколишнього середовища, засновані на спостереженнях за зміною окремих елементів природних екосистем (коливання кліматичних чинників, природні або антропогенні порушення біотопів, зміна чисельності окремих видів тварин і рослин) здатні підвищити інформаційну та наукову значущість первинних даних. Складність і багатозначність системних параметрів біологічних об'єктів вимагають розробки комплексного застосування екологічних та біогеографічних методів досліджень.

Оскільки багато вимірюваних екологічних параметрів, що характеризують особливості структури та функціонування біосистем в часі, не є безпосередньо спостережуваними величинами, виникає необхідність знаходження їх оцінок, які можна отримати за допомогою методів системного аналізу, інтегрованих баз даних і відповідних комп'ютерних програм. Цей концептуальний підхід забезпечить високий рівень інтеграції та структуризації даних і створить теоретичну основу для аналізу, моделювання й прогнозування біологічних процесів, що є необхідною умовою для забезпечення науково-обгрунтованого та стійкого розвитку системи людина – біосфера.

В якості модельних видів, що мігрують вздовж Чорноморсько-Середземноморського пролітного шляху, розглянуто: пелікан рожевий Pelecanus onocrotalus Linnaeus, 1758, лелека білий Ciconia ciconia (Linnaeus, 1758), осоїд Pernis apivorus (Linnaeus, 1758), шуліка чорний Milvus migrans (Boddaert, 1783), яструб коротконогий Accipiter brevipes (Severtzov, 1850), канюк звичайний Buteo buteo (Linnaeus, 1758), підорлик малий Aquila pomarina C.L. Brehm, 1831.

2 Станції польових спостережень за міграцією птахів в Ізраїлі були розташовані приблизно по прямій лінії зі сходу на захід відносно фронту міграції. Для мінімального обхвату фронту міграції (35 км), як мінімум 12 станцій було розміщено через 3 км. Станції були пронумеровані відносно відстані від узбережжя Середземного моря. Всі станції відкривалися приблизно через одну годину після сходу сонця і закривалися за годину до заходу.

Принаймні один спостерігач з біноклями, телескопом і короткохвильовим радіо проводив обліки на кожній станції, він заповнював форму спостереження, деталізуючи час, види, номер, відстань від станції, висоту й напрямок міграції. Порівняння щоденних спостережень від кожної станції та використання радіо протягом періодів міграції виключало дублювання.

Вивчення особливостей варіації чисельності має значні розбіжності в інтерпретації даних. Було виявлено, що коефіцієнт варіації більшості популяцій не відрізняється від випадкового, а відмінності пояснюються об'ємом вибірки. У пошуках значущих відмінностей дослідники почали оцінювати лінійну регресію варіації від чисельності, а видові відхилення від цієї регресії піддавали змістовному аналізу.

Було показано, що така регресія нелінійна, оскільки складається з двох складових: випадкової та специфічної. Коефіцієнт варіації, обумовлений випадковістю вибірки, зменшується пропорційно зростанню кореня з середньої оцінки чисельності. Специфічний коефіцієнт варіації зберігається на постійному рівні та при збільшенні вибірки залишається практично єдиною складовою.

Використання цієї логіки дозволило оцінити середній рівень варіації популяцій птахів, мігруючих в межах Чорноморсько-Середземноморського пролітного шляху. Він свідчить про регуляцію чисельності птахів за рахунок розмноження в межах популяцій, яке здатне компенсувати відхилення протягом одного сезону. Лише у небагатьох видів варіація популяцій значно перевищує цей рівень: вони існують за рахунок еміграції та іміграції.

Випадкове варіювання, при якому V = x, а ln(V/x)= 0, служить зручним орієнтиром, а відносний показник ln(V/x) – мірою відмінності варіації від випадкової (пуассоновської). Випадковий рівень коливань всієї популяції ще не означає, що відсутня закономірна варіація її частин. Варіація в дрібному однорідному фрагменті тим більше, чим більша частка придатного повітряного коридору або маршруту міграції, яка щорічно залишається незайнятою. Вона характеризує свободу вибору маршруту для особини, тобто просторову варіацію, або ненасиченість маршрутів міграції.

По мірі укрупнення або об'єднання фрагментів популяції відносна варіація зростає тим сильніше, чим більше коваріація між цими фрагментами. Якщо коливання незалежні, вона зберігається на колишньому рівні, якщо коливання повністю синхронні – то коваріація зростає пропорційно величині фрагментів. Це зростання виражається лінійним рівнянням регресії ln(V/x)=а+blnx, параметри якого відображають дві складові варіації u1085 незалежно від середньої чисельності популяції. Параметр а відповідає ненасиченості міграційних коридорів. Параметр b вимірює синхронність динаміки різних частин популяції. Величина та співвідношення цих складових – видоспецифічні. Їх аналіз розкриває динамічну структуру популяції, ієрархію цінності (приоритетності) та значущості (поширеності) біотопів.

По варіації фрагментів можна судити про просторову інтегрованість популяції, про її залежність від змін загальних і вузько локальних чинників середовища. Міжвидове порівняння показує, що компоненти варіації у видів, що відзначаються різними міграційними стратегіями, мають характерні особливості.

У зграйних птахів досягається відносно повне насичення (значення коефіцієнту а - невисоке), але однорідність умов на великій площі приводить до синхронних змін (високе значення коефіцієнту b).

Види, що мігрують поодинці, розподілені у повітрі так, що це знижує можливість насичення повітряних коридорів, але розмаїття цих коридорів використовується птахами при зміні умов і стримує синхронні коливання.

Види, що залежать від метеорологічних умов, відрізняються найбільшою варіацією. Їх міграційні параметри більш схильні до коливань фізичних умов, і тому повітряні коридори - не насичені. Пунктирна лінія регресії V = 0,07 + 1,07x отримана методом найменших квадратів. При малих значеннях залежність наближається до випадкової (відповідної до моделі Пуассона) V = x (суцільна лінія), при великих – наближається до V = 0,07 + 1,07x (пунктир), що відповідає коефіцієнту варіації CV = 22,7%.

Для аналізу багаторічної динаміки чисельності птахів ми рекомендуємо використовувати метод автокореляції та спектральне розкладання, які дозволяють отримати лінійний тренд зміни багаторічного ряду, тобто відобразити довготривалу тенденцію зміни чисельності.

За допомогою методу автокореляції ми отримуємо наступні результати – залежність щільності (чисельності) птахів поточного року від їх щільності (чисельності) за попередній рік.

Збір фонових показників здійснюється шляхом проведення денних візуально-оптичних спостережень в різних точках міграційних коридорів. На основі комп'ютерного аналізу отриманих даних класифікуються варіанти за складом мігрантів.

Варіантом міграційного потоку ми пропонуємо вважати усереднені по сезонах і роках дані про видовий склад, чисельне співвідношення, щільність, добову ритміку та висоту прольоту птахів, підрахованих на одній з ключових ділянок даної області міграції. Потім отримана класифікація сукупності варіантів зв'язується з основними областями прольоту і (по аналогії з оцінкою населення птахів) виявляються найзагальніші закономірні відмінності у складі мігрантів і щільності їх прольоту за рахунок елімінації 3 приватних або випадкових особливостей, пов'язаних з успішністю розмноження видів і зміною екологічних умов року.

Проведення моніторингу об'єктів живої природи передбачає обробку даних, зібраних з великої кількості місцеперебувань протягом певного періоду часу. Одне з головних завдань моніторингу - оцінити щорічні зміни чисельності видів, або тренди. Як правило, під словом тренд розуміють певну тенденцію до зміни чисельності протягом певного часу. Більшість регулярних складових часових рядів належать до двох класів: вони є або трендом, або сезонною складовою. Тренд є загальною систематичною лінійною або нелінійною компонентою, яка може змінюватися в часі. Сезонна складова - це періодично повторювана компонента.

Прикладна комп'ютерна програма Trim використовує алгоритм обчислення тренда, в основі якого лежить положення про адитивний та мультиплікативний тренд-цикл. Програма пропонує декілька моделей зміни чисельності – логлінійна регресія, серіальна кореляція та лінійна регресія без урахування сезонної компоненти. У загальному вигляді часовий ряд можна уявити собі таким, що складається з чотирьох різних компонент: сезонної компоненти (позначається St, де t - момент часу), тренда (Tt), циклічної компоненти (Ct) та випадкової, нерегулярної компоненти або флуктуації (It). Різниця між циклічною та сезонною компонентою полягає в тому, що остання має регулярну (сезонну) періодичність, тоді як циклічні чинники зазвичай мають триваліший ефект, який до того ж змінюється від циклу до циклу. Адитивна модель: Xt = TtCt + St + It (1) Мультиплікативна модель: Xt = Tt*Ct*St*It (2) Xt - значення часового ряду у момент t.

Використання моделей, які дозволяють зробити припущення про характер зміни чисельності, надає точніші оцінки динаміки чисельності. Основний принцип подібних моделей – використання даних спостережень для прогнозу пропущених даних. У такому разі індекси можуть бути розраховані на підставі наявної бази даних, доповненої передбаченими значеннями.

Програма Trim використовує різноманітні логлінійні моделі для досягнення цієї мети. Мета цих моделей не тільки оцінити індекси річних змін об'єктів моніторингу, але й визначити тенденції: зростає або зменшується чисельність певного виду з часом. Важливим моментом є часова варіабельність подібних трендів – вони не є статичними для всього періоду, як пропонують інші статистичні пакети, що використовуються для визначення трендів (SPSS, Statistica, SimStat, SPLUS, Origin).

За допомогою програми Trim можна визначити тенденції в зміні чисельності та виразити їх за допомогою індексів для декількох часових відрізків в досліджуваному об'ємі даних, причому існує автоматичний та визначений користувачем режими. Інша серйозна проблема моніторингових програм – 4 недостатні та надмірні обліки. Trim дозволяє використовувати метод обробки даних, який дозволяє врахувати можливий ефект недооцінки і переоцінки чисельності.

Програма Statistica пропонує цілий блок підпрограм для дослідження часових рядів. На наш погляд, для аналізу динаміки чисельності птахів понад усе підходить обчислення автокореляцій, тобто обчислення залежностей між кожним наступним і попереднім значенням часового ряду. Крім того, дана програма пропонує й графічне відображення результатів, що робить процес аналізу ефективнішим. Сезонні складові часового ряду можуть бути знайдені за допомогою корелограми. Корелограма (автокорелограма) показує чисельно та графічно автокореляційну функцію (АКФ), коефіцієнти автокореляції (та їх стандартні помилки) для послідовності лагів (періодичних циклів, в нашому випадку – років) з певного діапазону.

Екологічне значення авторегресійних параметрів полягає у відображенні періодичності зміни чисельності птахів в сезонному та багаторічному аспекті. Перевірка адекватності моделі, тобто її прогнозних якостей, проводиться на усічених рядах даних (доцільніше 10-річних). Прогноз розраховується на два роки вперед і порівнюється з емпіричними даними. Підрахунок коефіцієнтів кореляції між реальними даними та прогнозом визначає адекватність моделі.

Для аналізу ряду багаторічних спостережень динаміки чисельності птахів доцільно застосовувати методи стаціонарних випадкових процесів. Чисельність (щільність) птахів необхідно розраховувати по відношенню до площі гніздових біотопів і до площі всього ареалу виду. За допомогою методу автокореляції необхідно отримати корелограми процесів зміни чисельності птахів за досліджений період, після цього потрібно підрахувати коефіцієнти автокореляції та приватної автокореляції. Ми рекомендуємо обрати змішану модель авторегресії – модуль ковзаючої середньої (АРСС), оскільки при дослідженні корелограм практично не виявляються характерні властивості моделей ковзаючої середньої та авторегресійної моделі, тобто кінцева протяжність автокореляційної функції та приватної автокореляційної функції.

Підсумовуючи вищесказане, для аналізу динаміки чисельності необхідно використовувати декілька методів. Найефективнішим є поєднання графічного методу та аналізу часових рядів з обчисленням коефіцієнтів 5 автокореляції. На даний момент одними з кращих програмних продуктів для екологічних досліджень, зокрема для аналізу динаміки чисельності, є Trim та Statistica.

2. Зимівля водоплавних та навколоводних птахів у районі Кременчуцького водосховища

Об'єктивний моніторинг орнітофауни потребує дослідження статусу локальних популяцій птахів, що регулярно або періодично зимують у нашій країні. Особливо актуальними ці дослідження стають у світлі різких змін клімату протягом останніх років, котрі впливають на зміни в поширенні та динаміці чисельності багатьох видів птахів узимку. Водоплавні та навколоводні птахи, як найбільш рухливі елементи водно-болотних угідь, можуть слугувати прямим індикатором стану навколишнього природного середовища. В окремих регіонах країни моніторинг за зимуючими популяціями птахів запроваджений багато років.

Як показали дослідження, проведені у районі Кременчуцького водосховища, видовий склад та чисельність орнітофауни цього періоду напряму залежать від температурного режиму. Середньомісячна температура грудня 2009 р. була лише -2,5.С. Причому, у першій декаді місяця вона становила 3,1.С і лише у другій декаді знизилася до -9,5.С, коли і були проведені обліки. Досить теплі погодні умови сприяли затриманню водно-болотних птахів на місцях осінніх скупчень і, в порівнянні з пізньоосіннім періодом, змін у фауні та чисельності цих птахів практично не відбулось. У цьому місяці відмічене найбільше різноманіття орнітофауни протягом зимового періоду. Це пояснюється тим, що більшість зафіксованих птахів продовжували міграційні переміщення.

Оскільки льодоставу практично не було, найбільша кількість водоплавних птахів була відмічена на мілководних ділянках водосховища та на риборозплідних ставках.

Домінантом серед водоплавних цього місяця був крижень (Anas platyrhynchos) − в основному за рахунок міграційних скупчень на акваторії водосховища.

Серед рідкісних видів для зимового періоду потрібно відмітити велику білу чаплю (Egretta alba) та чайку (Vanellus vanellus).

Значною цього місяця була чисельність орлана-білохвоста (Haliaetus albicilla) та гоголя (Bucephala clangula), котрі занесені до Червоної книги України. Така концентрація орлана-білохвоста на риборозплідних ставках цього місяця обумовлена, передусім, значною кормовою базою, що було відмічено нами і в попередні роки.

Заслуговує на увагу зустріч кульонів великих (Numenius arquata). Нижчою, у порівнянні з попередніми роками, була чисельність лебедів.

Найбільш цікавим можна вважати спостереження крячка рябодзьобого (Thalasseus sandvicensis), якого спостерігали на мілководді водосховища поблизу смт Іркліїв (Чорнобаївський р-н, Черкаська обл.) під час годування. Даний вид відмічений на зимівлі вперше. Раніше в Україні цих птахів на зимівлі відмічали тільки південному узбережжі Криму.

Середньомісячна температура січня становила -8,0.С. Внаслідок того, що водосховище майже повністю покрилося льодом, спостерігалися кочівлі птахів − скоротилася чисельність орланабілохвоста, збільшилася − гоголя. Відбувся перерозподіл зимуючих видів − вони концентрувались на ділянках русла Дніпра, вільних від льоду, невеликих ополонках та незамерзлих полях фільтрації очисних споруд м. Черкаси (біля с. Червона Слобода Черкаського р-ну).

Лише в останньому місці спостерігали рідкісних зимуючих птахів − коловодника лісового (Tringa ochropus Linnaeus, 1758), рибалочку голубого (Alcedo atthis (Linnaeus, 1758)) та плиску гірську (Motacilla cinerea Tunstall, 1771).

Нижче греблі Кременчуцької ГЕС була високою чисельність мартина сивого (Larus canus).

Найбільша чисельність гоголя та креха великого (Mergus merganser) відмічена нижче греблі Канівської ГЕС. У цьому місяці була відмічена найбільша протягом зимового періоду кількість крижня, гоголя та креха великого. Середня температура першої декади лютого становила -6,2.С, другої декади − -1,7.С, третьої − 0,5.С.

Танення льодового покриву водосховища відбулося у другій частині лютого, що призвело до початку кочівель птахів. З'явилися галагаз (Tadorna tadorna (Linnaeus), свищ (A. penelope Linnaeus, 1758), широконіска (A. clypeata Linnaeus, 1758), шилохвіст (A. acuta Linnaeus, 1758), попелюх (Aythya ferina) з більш південних регіонів.

У той же час відкочувала у більш північні регіони частина гоголів та крехів великих. Домінантом у лютому залишався крижень, хоча його чисельність значно скоротилася у порівнянні з попереднім місяцем, що можна пояснити його від кочівлею у більш північні регіони та розосередженням на звільнених від льоду річках.

Низька кількість птахів у лютому в Липівському орнітологічному заказнику пояснюється надмірним спуском води у водосховищі, в результаті чого лід, що не розтанув, довго тримався на обмілинах. Результати досліджень підтверджують значення риборозплідних ставків та окремих мілководних ділянок водосховища (зокрема, Липівського орнітологічного заказника) у підтриманні чисельності та видового різноманіття водоплавних та навколоводних птахів за умов відсутності льодоставу.

Рибні господарства мають особливо велике значення для збереження популяції орлана-білохвоста. При утворенні льодоставу існування гідрофільних птахів стає можливим тільки на ділянках, які не замерзають внаслідок антропогенної діяльності.

Таким чином, протягом зими 2009−2010 рр. було відмічено 28 видів водоплавних та навколоводних птахів, що є близьким до результатів зимових періодів 2007−2008 рр. (26 видів) та 2006−2007 рр. (27 видів) та менше, ніж у 2008−2009 рр. (36 видів).

Найбільше видове різноманіття відмічено у грудні (індекс Шеннона має найвищий показник); найбільша чисельність − у січні. Вирівняність була вищою у січні та лютому.

Отже, протягом зимових місяців 2009−2010 рр. у районі Кременчуцького водосховища було відмічено 28 видів водоплавних та навколоводних птахів, три з яких занесені до Червоної книги України. Вперше у зимовий період у досліджуваному регіоні спостерігали крячка рябодзьобого.

Домінантом серед навколоводних птахів виступає мартин сивий, а серед водоплавних − крижень.

Найбільше видове різноманіття відмічено у грудні; найбільша чисельність спостерігалась у січні.

Використана література:

1. О. В. Мацюра, М. В. Мацюра. Моніторинг мігруючих птахів Чорноморсько-середземноморського пролітного шляху: аналіз варіації чисельності модельних видів. Вісник Мелітопольського державного педагогічного університету.

2. Гаврилюк М.Н., Ілюха О.В., Борисенко М.М., Грищенко В.М., Яблоновська-Грищенко Є.Д. Зимівля водоплавних та навколоводних птахів у 2009−2010 рр. у районі Кременчуцького водосховища. Природничий альманах.





Реферат на тему: Моніторинг мігруючих птахів та їх зимівля навколо водосховищ та ставків (реферат)


Схожі реферати



5ka.at.ua © 2010 - 2016. Всі права застережені. При використанні матеріалів активне посилання на сайт обов'язкове.    
.