Закономерности формирования и динамики авифауны гор Азиатской Субарктики

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Романова Алексея Анатольевича

Специальность 03.02.08 - Биология (Биологические науки)

Закономерности формирования и динамики авифауны гор Азиатской Субарктики

Москва - 2010

Работа выполнена на кафедре зоологии и экологии биолого-химического факультета Московского педагогического государственного университета, в ФГУ «Государственный природный заповедник «Путоранский»

Научный консультант: доктор биологических наук, профессор

Константинов Владимир Михайлович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Остапенко Владимир Алексеевич

доктор биологических наук, академик РАЕН

Равкин Евгений Соломонович

доктор биологических наук, профессор

Рогачева Энергия Васильевна

Ведущая организация: Научно-исследовательский

Зоологический музей

Московского государственного

Университета им. М.В. Ломоносова

Защита состоится «____» ноября 2010 г. в ______ часов на заседании диссертационного совета Д 212.154.20 при Московском педагогическом государственном университете по адресу: 129164, г. Москва, ул. Кибальчича, д. 6, корп. 5, ауд. 304.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского педагогического государственного университета по адресу:

119992, г. Москва, ул. Малая Пироговская, д. 1.

Автореферат разослан «_____» ______________ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук С.П. Шаталова

Введение

Актуальность проблемы. Познание механизмов ландшафтно-биотопического размещения, адаптивных особенностей, закономерностей географического распространения и динамики ареалов птиц обширных горных областей имеет исключительно важное значение для решения таких фундаментальных теоретических проблем орнитологии, как палеогеографические и экологические аспекты формирования фаунистических комплексов современной суши (Кищинский, 1974, 1977; Исаченко, Шляпников, 1989; Назаренко, 1990, 1992; Жуков, 2004; Чернов, 2008). Исходя из этого, мы предприняли попытку аналитического обобщения орнитофаунистических исследований в горах Азиатской Субарктики (в дальнейшем сокращенно называемых ГАС). Предполагая естественные пути развития экосистем горных областей, их можно рассматривать в качестве модели для решения таких фундаментальных проблем биологической науки как познание исторических закономерностей формирования, динамики и развития фаун, последующего мониторинга трансформации субарктических горных экосистем.

Горы Азиатской Субарктики до сих пор еще слабо изучены. При этом, развитие исследований в этих регионах и объективно существующая географо-экологическая общность цепи ГАС придает исключительную актуальность выявлению общих закономерностей формирования и динамики авифауны на всем ее протяжении с учетом региональной неоднородности и высотно-поясной дифференциации. Особую актуальность приобретают познание закономерностей, определяющих суть, причины и механизмы, интенсивность и направленность пространственных изменений видового состава, соотношения таксономических и географо-генетических групп птиц, присутствия или отсутствия представителей тех или иных типов фаун. Фундаментальных обобщений по авифаунам столь обширных горных областей Севера Азии до сих пор не проводилось. Глобальная по своей сути работа Ю.И. Чернова (1978), посвященная структуре животного населения Субарктики, не имела основной целью выявление специфики горно-субарктических экосистем. Орнитологические исследования А.А. Кищинского (1988) на северо-востоке Азии охватывали хотя и значительную, но все же часть Северной Азии, и могут рассматриваться как базисные для развития теоретических обобщений намного более обширной и разнообразной в природном отношении всей цепи гор Азиатского Севера.

Основная цель работы - выявление общих закономерностей формирования и динамики авифауны гор Азиатской Субарктики с учетом высотно-ландшафтной, региональной и провинциальной неоднородности; комплексный анализ авифауны гор Азиатской Субарктики в сопоставлении с прилежащими равнинами и горами юга Палеарктики.

Достижение этой цели подразумевает решение следующих задач:

1. Выполнение полной инвентаризации видового состава всей авифауны гор Азиатской Субарктики, включающей целенаправленный сбор, систематизацию и критический анализ всех материалов по авифауне.

2. Выявление и уточнение характера пребывания, границ ареалов, особенностей распространения, экологии птиц в экстремальных условиях гор Азиатской Субарктики.

3. Выявление и анализ пространственно-временных трендов изменения горизонтальных и вертикальных границ распространения видов в специфических условиях горных систем.

4. Выявление специфических для гор Азиатской Субарктики абиотических факторов среды, определяющих закономерности формирования и динамики горно-субарктической авифауны.

5. Проведение всестороннего, детального сравнительного анализа фауны и населения птиц ключевых горных систем Азиатской Субарктики; выявление общих тенденций и региональных отличий в распределении птиц в пределах исследуемой области.

6. Выявление уровня общности происхождения и формирования авифауны гор и равнин Азиатской Субарктики.

7. Выявление высотно-поясной, широтной и меридиональной дифференциации авифауны гор Азиатской Субарктики.

8. Анализ высотно-поясной изменчивости летнего населения птиц по основным показателям (лидирующие по обилию виды, плотность, видовое богатство) и выявление основных пространственных и временных трендов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности формирования и динамики фауны и населения птиц плато Путорана рассматриваются в качестве модели этих процессов, характерных для всех горных систем Азиатской Субарктики. В пределах ГАС, образующих единую обширную область с однородным типом физико-географической среды, действуют сходные факторы пространственной дифференциации фауны и населения птиц.

2. Фаунистическая, географо-генетическая, и экологическая гетерогенность авифауны горных систем Азиатской Субарктики отражает закономерности разнонаправленного поэтапного ее формирования в условиях ландшафтов, имеющих перигляциальный (или аналогичный) генезис.

3. Авифауна гор Азиатской Субарктики характеризуется специфическим типом высотно-поясной дифференциации, в соответствии с которым, с достаточно высокой степенью автономности, сформировались четко идентифицируемые самостоятельные авифауны гольцового, подгольцового и лесного поясов. На фоне доминирующей высотно-поясной изменчивости авифауны выражены также ее межрегиональные и внутрирегиональные отличия.

4. Наряду с гидротермическим режимом, континентальностью климата, и определяемым ими господствующим типом растительности, - в горах Азиатской Субарктики в качестве ведущего фактора пространственной динамики авифауны выступает литогенная основа.

5. Более однородная авифауна формируется в однородном ландшафте, сохраняющем непрерывность на обширном трансконтинентальном пространстве. В противоположность этому, наиболее регионально-специфичные авифауны формируются в дизъюнктивных «островных» областях однородного ландшафта.

6. Основу авифауны гор Азиатской Субарктики формируют равнинные виды не имеющие специальных адаптаций к жизни в горах. Формирование авифауны Субарктики связано с расширением гнездовых ареалов птиц не только на равнинах, но и в обширных горных ее областях. В последних процесс идет не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости, образующих отчетливо выраженное трехмерное пространство ареала.

Научная новизна работы. Впервые детально и в сравнительном аспекте проанализирована фауна и население птиц ключевых горных систем всей Азиатской Субарктики. В работе впервые проведен анализ специфических абиотических факторов среды перигляциального генезиса, определяющих закономерности формирования горно-субарктической авифауны. Впервые составлены полные видовые списки гнездовой авифауны гольцового, подгольцового и лесного поясов всей горной области Азиатской Субарктики. На обширном пространстве от Корякского нагорья до Приполярного Урала включительно выявлены пространственные изменения авифауны в вертикальной и горизонтальной плоскости. Исследованы закономерности динамики территориального распределения видов и специфических орнитокомплексов в основных высотно-ландшафтных поясах гор Севера Азии. Выявлены факторы пространственной дифференциации, а также степень их воздействия на размещение видов, пространственно-временную и количественную характеристики населения птиц. Впервые крупнейший горный массив Заполярья - плато Путорана используется как модельный регион для познания общих закономерностей формирования и динамики фауны и населения птиц горно-субарктических экосистем.

Теоретическое значение. Проведенные исследования вносят определенный вклад в развитие экологии животных и современных направлений зоогеографии, основанных на ландшафтных методах изучения фауны и населения животных. Важное теоретическое значение имеют выявленные закономерности географического распространения и биотопического размещения птиц, особенности их экологии, выводы о тесной взаимосвязи авифаун равнин и гор Азиатской Субарктики, высотно-ландшафтной основе формирования авифауны этой обширной области суши. Выдвинутые предположения позволяют по новому интерпретировать механизмы, последовательность формирования и пути развития современного биологического разнообразия перигляциальных ландшафтов обширных горных областей Северной Евразии. Итоги представленной работы могут служить основой дальнейших исследований, «стартовой индикационной площадкой» долговременного мониторинга изменений горно-субарктической авифауны.

Практическое значение. Результаты исследований послужили обоснованием межевания земель и корректировки существующих границ ГПЗ «Путоранский», расширения его территории за счет кластерных участков на Таймыре, включения данного ООПТ в Список Всемирного Природного Наследия ЮНЕСКО. Разработаны и предложены к реализации - комплексная программа многолетнего мониторинга за состоянием биологического разнообразия в ГАС, программа мониторинга популяций орлана-белохвоста и пискульки на севере Красноярского края. Данные мониторинга за состоянием популяций редких и исчезающих видов птиц ежегодно используются в процессе ведения Красной книги России и Красной книги Красноярского края. В рамках реализации региональной экологической программы Таймырского района Красноярского края были подготовлены и опубликованы научно-популярные фотокниги «Плато Путорана - жемчужина таймырского заполярья» (2006, 2008), «Плато Путорана - горная страна полярных стихий» (2008).

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты исследований были представлены на научных форумах и научно-практических семинарах различного ранга: орнитологической конференции «Взаимодействие организмов в тундровых экосистемах» (Сыктывкар, 1989), конференции «Орнитологические проблемы Сибири» (Барнаул, 1991), Х Всесоюзной орнитологической конференции (Витебск, 1991), Международном Арктическом Симпозиуме им. Виллема Баренца (Москва, 1998); XI и XII Международных орнитологических конференциях Северной Евразии (Казань, 2001; Ставрополь, 2006), Международной орнитологической конференции «Waterbirds around the world» (Эдинбург, Великобритания, 2004), Международных симпозиумах «Современное состояние популяций, управление ресурсами и охрана гусеобразных птиц Северной Евразии» (Олонец, 2003; Санкт-Петербург, 2005), Международном зоологическом конгрессе (Пекин, Китай, 2004), Сибирской зоологической конференции (Новосибирск, 2004), Международных семинарах «Основные направления изучения и охраны пискульки» (Хельсинки, Финляндия, 2005; Москва, 2007), Научно-практической конференции «Сохранение разнообразия животных и охотничье хозяйство России» (Москва, 2005), Международном научно-практическом семинаре «Экологические проекты крупнейших промышленных корпораций России» (Всемирный Банк Реконструкции и Развития, Московский офис, 2005), орнитологической конференции «Экология врановых в естественных и антропогенных ландшафтах» (Ставрополь, 2007), IV Международной орнитологической конференции «Современные проблемы орнитологии Сибири и Центральной Азии» (Улан-Удэ, 2009), Международной научно-практической конференции «Комплексное управление экосистемами в Российской Арктике: проблемы и перспективы» (Москва, 2009), научно-практическом семинаре РАН «Спутниковая система определения местоположения и сбора данных системы ARGOS ее применение для решения зоологических и экологических задач» (Москва, 2009).

Основные положения и материалы исследований по теме диссертации опубликованы в 59 работах общим объемом 89 печатных листов. В число указанных работ входят 2 персональные монографии объемом 27,7 печатных листов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и приложения. Основной текст занимает 401 страницу машинописного текста. Список использованной литературы включает 524 наименования на русском и иностранных языках. Работа иллюстрирована 13 рисунками, содержит 99 таблиц, 18 из которых вынесены в приложение.

Глава 1 Районы и методы исследований, объем выполненных работ

1.1 Районы и сроки полевых исследований

Объекты наших исследований - авифауны горных систем Северной Азии, лежащие в пределах Субарктики: Корякского и Колымского нагорьев, гор Якутии (хребты Верхоянский, Черского, Кулар, Полуосный), Анабарского плато, плато Путорана, Приполярного и Полярного Урала. Понятие Субарктики мы принимаем в трактовке широко распространенной у зоологов, ботаников и физико-географов (Юрцев, 1966; Чернов, 1978; Кищинский, 1988; Голубчиков, 1996; Куваев, 2006), и определяемой как тип физико-географической среды, территориально соответствующий подзоне южных тундр, лесотундре и северным окраинам северотаежной подзоны.

В основу большинства разделов настоящей работы положены итоги 20-летних исследований, проведенных нами на плато Путорана в период 1988-2008 гг. и изложенных в персональных монографиях (Романов, 1996, 2003). В пределах плато Путорана выражены все основные особенности физико-географической среды, характерные для всех гор Азиатской Субарктики, что позволяет рассматривать его как модельный регион для выявления и познания общих закономерностей формирования и динамики авифауны в горно-субарктических условиях. Более объективному анализу закономерностей обсуждаемых в нашей работе также способствовали собственные многочисленные орнитологические исследования на Полярном Урале и других регионах Арктики и Субарктики от Кольского полуострова до Чукотки.

1.2.Методы исследований, объем и количественные показатели выполненных работ

Территориально арена наших исследований на плато Путорана составила 284000 км²; непосредственно обследовано около 26000 км².

Основой для характеристики состояния и пространственно-временной динамики горно-субарктической авифауны и населения птиц на современном этапе их формирования стали количественные учеты птиц в модельном регионе - плато Путорана.

В гнездовой период и период послегнездовых кочевок обследование велось преимущественно маршрутным методом. В процессе линейного перемещения по территории через день-два делались остановки (на 2-7 суток) для стационарного обследования местности радиальными пешими маршрутами. Одноразовые переходы между остановками составляли 15-65 км, радиус обследования вокруг каждой многодневной стоянки - 15-50 км. Во время весенних и осенних миграций предпочтение отдавалось стационарным исследованиям. В период сезонных миграций проведено более 800 часов круглосуточных наблюдений за птицами. Большая часть сухопутных учетов (73% суммарной длины) повторялась 2-5 раз, меньшая (27%) проведена однократно. Учеты птиц и вычисление показателей обилия (ос/км?) для каждого вида выполнялись по методике Ю.С. Равкина (1967). Регистрировали всех птиц визуально и по голосу. На маршрутах учитывали всех встреченных птиц независимо от статуса их пребывания. За пару принимались: встреченные вместе территориальные самец и самка, территориальный поющий самец, птица с кормом, птица с отвлекающими демонстрациями, жилое гнездо, семейная группа слетков, не распавшийся выводок. Численность водных и околоводных видов определялась прямыми подсчетами птиц на акваториях озер и руслах рек, а также на береговой полосе, с последующим пересчетом количества особей на 1 км береговой линии.

Суммарная протяженность учетных маршрутов на плато Путорана составила 8857 км, из них 4063 км - в лесных ландшафтах лесного пояса, 2553 км - в береговой полосе рек и озер лесного пояса, 238 км - в горных редколесьях подгольцового пояса, 587 км в горных тундрах гольцового пояса. Общая протяженность лодочных маршрутов составила 1616 км. Максимальная высота на которой проводились исследования - 1450 м н.у.м.. Высоту местности определяли по приборам глобального позиционирования (GPS), а длину пройденных маршрутов - по крупномасштабным картам и показаниям шагомера. Суммарная протяженность учетных маршрутов в других регионах Евразийской Арктики и Субарктики составила 760 км.

В наших аналитических обобщениях по населению птиц мы использовали однолетние данные, собранные в разные годы, поскольку невозможно обследовать обширные труднодоступные территории за один сезон. Корректность такого подхода для зоогеографических исследований была фактически подтверждена целым рядом работ, в том числе проведенных в таких обширных регионах как, например, Алтай, Восточно-Европейская и Западно-Сибирская равнины (Равкин, 1984; Равкин, Равкин, 2005; Цыбулин, 2009).

Базовый информационный блок, послуживший отправной точкой для дальнейших обобщений, был сформирован как на основании наших данных, так и с привлечением большого числа опубликованных материалов других исследователей. Наиболее значимые работы из числа привлеченных: по Корякскому и Колымскому нагорьям (Кищинский, 1968, 1974, 1977, 1980, 1988), по хребтам Верхоянскому и Черского (Воробьев, 1963; Кищинский, 1988; Борисов и др., 1996, 2007), хребтам Кулар и Полуосный Сыроечковский-мл. и др., 1996), по Анабарскому плато (Бабенко, 2007; Поспелов, 2007), по Приполярному и Полярному Уралу (Естафьев, 1977, 1981; Морозов, 1989; Рябицев, 2001; Селиванова 2002, 2008; Селиванова, Естафьев, 2004; Головатин, Пасхальный, 2002, 2003, 2004, 2005). Для репрезентативного и унифицированного обобщения, анализа и интерпретации были отобраны только сопоставимые данные по гнездовой авифауне тех ГАС или их обширных областей, в пределах которых четко выражены гольцовый, подгольцовый и лесной высотно-ландшафтные пояса.

Достоверность гнездования признавалась в соответствии с критериями, рекомендованными Комитетом Европейского Орнитологического Атласа - EOAC (The EBCC Atlas…, 1997). Гнездование считалось доказанным при его подтверждении фактическими материалами (находки гнезд, яиц, выводков, встречи птиц с кормом для птенцов), вероятным - при достаточно высокой численности птиц, демонстрирующих элементы гнездового поведения (токование, спаривание, беспокойство у гнезд), возможным - при летнем пребывании птиц на постоянных участках в подходящих для гнездования условиях.

Фауна гнездящихся птиц характеризуется по типам фаун (Штегман, 1938) и в свете современных представлений о географо-генетических группах птиц (Чернов, 1976, 1980; Кищинский, 1977, 1988).

Статистическую обработку материалов осуществляли с применением методов вариационной статистики (Лакин, 1973, 1990), в том числе - программ С.П. Харитонова (1999) part.exe и part_fix.exe «Cравнение выбора долей по методу критерия Стьюдента для выборочных долей».

Сходство авифаун сравниваемых горных систем определялось по коэффициенту фаунистической общности (КФО), рассчитывавшемуся по формулам:

Серенсена

КФО = 100%

и Жаккара

КФО = 100%

(Песенко, 1982; Чернов, 1975, 2008). В обеих формулах - а и в - число видов в каждой из двух фаун, с - количество видов, общих для двух фаун.

Для выявления провинциальных отличий в населении птиц разных участков модельного горного региона (плато Путорана) был использован коэффициент сходства населения (КСН), рассчитывавшийся по формуле:

КСН = 100% (Наумов, 1964),

где а -- сумма наименьших (из двух) показателей обилия видов, общих для обоих сравниваемых районов, в и с -- общее обилие птиц первого и второго районов.

В номенклатуре и при составлении списков птиц мы следовали Л.С. Степаняну (1990, 2003). Названия некоторых видов приняты по Списку птиц Российской Федерации (Коблик и др., 2006).

1.3 Основные понятия и термины

В работе дано определение используемых специфических или допускающих неоднозначную трактовку терминов и понятий.

Глава 2 Краткая история исследований авифауны гор Азиатской Субарктики

Авифаунистическая изученность различных горных систем Азиатской Субарктики остается весьма различной: от скрупулезно и систематически обследовавшихся (плато Путорана, Приполярный и Полярный Урал) до почти не изученных (хребет Черского, внутренние области Верхоянского хребта и Колымского нагорья). Тем не менее, к настоящему времени мы располагаем достаточным объемом знаний для составления общего целостного представления об авифауне гор Азиатской Субарктики и теоретического осмысления процессов и закономерностей, формирующих ее.

Глава 3 Особенности среды обитания и специфика формирования пространственной дифференциации фауны и населения птиц гор Азиатской Субарктики

3.1 Общие физико-географические особенности гор Азиатской Субарктики как среды обитания птиц

ГАС расположены на севере Евразии приблизительно в одном широтном диапазоне (60?00'-70?00' с.ш.). Занимаемая ими суммарная площадь около 1190000 км², что составляет 7 % от площади России. ГАС имеют сходные природные условия (Пармузин, 1979; Атлас СССР, 1983; Гвоздецкий, Голубчиков, 1987; Голубчиков, 1996). Следствие этого - достаточно однородная и весьма суровая среда обитания птиц: господство низко- и среднегорных форм рельефа (1000-3000 м н.у.м.), континентальный или резко континентальный типы субарктического (реже умеренного) климата, суровые морозные и долгие зимы, обильная и разветвленная гидросеть, образование наледей на реках, почти повсеместное распространение многолетнемерзлых грунтов. Все рассматриваемые регионы или их части в плейстоцене были центрами оледенения, и в силу горного рельефа освободились от ледников позднее сопредельных равнин (Кинд, 1965, 1969, 1976; Котляков, 1968; Авенариус и др., 1978; Голубчиков, 1996; Соломина, 1999). Поэтому в облике современных ландшафтов ГАС прослеживается перигляциальный генезис (Вангейм, 1976; Матюшкин, 1976; Верещагин, Громов, 1977; Верещагин, Барышников, 1985), а авифауна (особенно гольцовая) вероятно моложе, чем авифауна равнинной Субарктики, и становление ее продолжается. В горах Азиатской Субарктики сменяются лесной (горно-северотаежный), подгольцовый (горные редколесья и кустарники) и гольцовый (горно-тундровый) высотно-ландшафтные пояса (Норин, 1995; Голубчиков, 1996; Куваев, 2006).

3.2 Формирование авифауны в ледниковых ландшафтах гольцов

Реконструкция развития ледников в конце плейстоцена - начале голоцена (Cоломина, 1999), и выявленные нами современные экологические связи и пространственное распределение птиц позволили выдвинуть гипотезу о том, что ледниковые геоморфологические структуры, образованные поздне-плейстоценовыми ледниками, создавая экологические предпосылки обогащения гольцовой авифауны «негорным» комплексом видов, вероятно оказывают непосредственное влияние на ее формирование и пространственную неоднородность в течение всего постледникового периода (Романов, 2009). Это подтверждает статистически достоверная пространственная сегрегация сообществ птиц, формирующихся на «гольцовых плакорах» с одной стороны, и в ледниковых долинах - с другой. Пространственная дифференциация арктоальпийских (альпийских) видов и равнинно-тундровых вселенцев, обусловленная литогенной неоднородностью поверхности, согласуется с историей их формирования и различиями в стратегии освоения гольцов. Арктоальпийские (тундряная куропатка, хрустан, рогатый жаворонок, пуночка) и альпийские (американский конек) виды, а также - обыкновенная каменка, осваивали горные вершины благодаря уже выработавшимся у них специальным адаптациям к экстремальным условиям внешней среды еще в период оледенения (Кищинский, 1988), и вероятно представляют более древний элемент гольцовой авифауны. Позднее, когда ледники начали разрушаться и вскоре исчезли, все виды птиц гольцового комплекса полностью или почти полностью сохранили преимущественно горно-вершинный характер своего распространения. Активного их перемещения в освободившиеся ледниковые долины, расположенные на меньших высотах, не произошло. Подтверждением этому служит тот факт, что в настоящее время почти все территориальные пары этих видов мы находим в верхних или внедолинных частях гольцов без явных признаков последнего оледенения (Романов, 2009). Равнинно-тундровые вселенцы, не имея столь глубоких адаптаций, при проникновении в горы использовали традиционные для себя экологические условия, сформировавшиеся на локальных участках перигляциальных ландшафтов, связанных с деятельностью ледников. Они расширили видовое богатство этой авифауны позднее, проникая на вершины гор по участкам былого расположения ледников по мере их интенсивного таяния.

В ледниковых долинах после разрушения ледников экологические условия оказались мягче, разнообразнее, и в целом ближе к зональной тундре, чем к суровым горно-субарктическим условиям «гольцовых плакоров» (Норин, Китсинг, 1982). В современную эпоху с поздне-плейстоценовыми ледниковыми долинами, занимающими, например, на плато Путорана не более 25-30% площади горных вершин, связано распространение более 2/3 всего видового состава авифауны этих районов (в т.ч. почти 100% равнинно-тундровых вселенцев), тогда как с более обширными пространствами гольцовых водоразделов (70-75% площади горных вершин) связано не более 1/4 всех видов (в т.ч. почти 100% арктоальпийских и альпийских видов). Суммарные показатели обилия птиц в ледниковых долинах всегда в 2-4 раза выше, чем на водоразделах (Романов, 2009). Возможно, это связано также с тем, что ледники могли быть источником повышенной продуктивности сопредельных экосистем. На это указывают некоторые современные исследования, например на Аляске (Hood et al., 2009).

Равнинные водные и околоводные виды заселяют неглубокие запрудные ледниковые озера, равнинно-тундровые - хорошо дренированные склоны блюдцеобразных озерных котловин, склоны и поверхности боковых и конечных морен, лугово-кустарниковые - влажные долинки речек, сток которых зарегулирован конечной мореной. На ледниковых озерах гнездятся чернозобая гагара, чирок-свистунок, морянка, большой и средний крохали, серебристая и сизая чайки, полярная крачка. На пляжах из мелкой гальки и на песчано-илистых отмелях по берегам ледниковых озер встречаются галстучник, белохвостый песочник, кулик-воробей и сибирский пепельный улит. В тундрах, покрывающих склоны и днища ледниковых долин, распространены золотистая ржанка, краснозобый конек, весничка, варакушка, полярная овсянка, лапландский подорожник. Связь обитателей равнин с ледниковыми формами рельефа особенно четко прослеживается при выборе мест устройства гнезд. Белохвостый песочник, лапландский подорожник, сибирский пепельный улит связаны с каменистыми грядами конечных морен. На склонах боковых морен, имеющих вид сухих щебнистых бугров, гнездятся морянки и золотистые ржанки, а на их вершинах - полярные крачки.

На конусообразных каменных буграх, камах, успешно гнездятся морянки, золотистые ржанки, сизая чайка. Гнездовые местообитания краснозобого конька, веснички, варакушки и полярной овсянки в пределах ледниковых долин тесно связаны с заболоченными участками широких долинок многочисленных речек с мохово-осоковым кочкарником и зарослями низкорослого ивнякас осоковой кочкарней и зарослями низкорослого ивняка. Лапландские подорожники в ледниковых долинах местами заселяют кочкарные тундры по подножию пологих склонов сильно разрушенных боковых морен. Из равнинных птиц за пределы ледниковых долин очень редко выходят лишь адаптированные к условиям плакоров зональной тундры золотистая ржанка, краснозобый конек и лапландский подорожник.

Наибольшую роль в формировании неоднородности фауны и населения птиц горных вершин Азиатской Субарктики, в прошлом подвергавшимся оледенению, играют геоморфологические структуры ледникового генезиса, механический состав грунтов и гидрологические условия (в частности - дренаж поверхности). Учитывая, что эти факторы в совокупности определяют многие особенности структуры растительного покрова, а мезоклиматические различия в пределах гольцового пояса обусловлены особенностями рельефа, в качестве главного фактора пространственной дифференциации авифауны гольцов следует признать литогенную основу, с которой связаны и гидрологические условия. Литологические условия определяют также основные закономерности пространственной дифференциации фауны и населения птиц в других регионах с экстремальной внешней средой, например - на арктическом о.Врангеля (Стишов, 1985, 1989). Таким образом, можно предполагать ведущее значение литогенной основы в формировании авифауны и дифференциации населения птиц однородных в зональном (Чернов, 1971) или высотно-поясном (Романов, 2009) отношении территорий, находящихся в экстремальных условиях. В пределах этих территорий средообразующая роль растительности снижается и усиливается воздействие на органический мир абиогенных факторов.

3.3 Формирование сообществ птиц в районах образования долинных наледей

Одна из важнейших особенностей ледового режима рек гор Азиатской Субарктики - широкое распространение долинных наледей (Колосов, 1938; Котляков, 1968; Голубчиков, 1996). Процесс формирования сообществ птиц на наледных полях, в определенной мере, моделирует общие закономерности экологического пути освоения птицами перигляциальных пространств - участков суши, освобождающихся от ледовых образований или находящихся в непосредственной близости от их границ. В районах образования крупных наледей происходит существенная трансформация ландшафта (Фотиев, 1962), оказывающая существенное влияние на формирование специфических сообществ птиц. Параметры многолетней наледи не постоянны во времени (Толстихин, 1965, 1966). На каком то этапе, несмотря на ежегодное образование зимой, она начинает фенологически раньше разрушаться, а затем полностью стаивать за лето, активизируются процессы зарастания и смены сукцессий на освобождающихся ото льда грунтах (Работнов, 1937). Сокращение наледей и интенсивное зарастание наледных полей стало особенно заметно в условиях потепления климата (Материалы отчетов Красноярского краевого и Норильского городского туристических клубов, 1959-2009). У различных наледей эти процессы не синхронны, что позволяет выявить закономерности формирования авифауны наледных полей на более ранних и более поздних стадиях их существования. На плато Путорана нами выявлено 3 этапа формирования сообществ птиц, связанных с многолетним сокращением летних размеров наледей и хронологически соответствующих 3 этапам постепенного зарастания наледных полей (Работнов, 1937).

Пути и скорость их зарастания определяют темп и характер формирования сообществ птиц (Романов, 2009). Наледные поля на пионерном этапе зарастания осваиваются только ржанкообразными (100%), на втором этапе - преимущественно ржанкообразными (75%), и лишь на тертьем этапе - преимущественно воробьинообразными (80%). Видовое разнообразие в процессе формирования авифауны наледных полей возрастает в геометрической прогрессии. Среди первых вселенцев (n=2) - только гемиаркты, связанные в своем современном распространении с экологически экстремальными высокоширотными областями. На 2-м этапе зарастания, когда сомкнутость растительного покрова приближается к 90%, вселенцы (n=4) представлены гипоарктическими и бореально-гипоарктическими видами, связанными с экологически менее экстремальными ландшафтами. На 3-м этапе зарастания вслед за более существенным увеличением разнообразия экологических условий, сообщества птиц наледных полей пополняются 10 видами из числа гипоарктических, бореально-гипоарктических, арктоальпийских и широкораспространенных видов (Романов, 2009). На 3-м этапе зарастания, авифауна наледных полей насчитывает 16 видов (галстучник, сибирский пепельный улит, мородунка, белохвостый песочник, фифи, средний кроншнеп, полярная крачка, краснозобый конек, желтоголовая и белая трясогузка, весничка, варакушка, черноголовый чекан, обыкновенная каменка, полярная овсянка, овсянка-крошка). Поливидовые сообщества птиц тундроподобных ландшафтов наледных полей формируются видами из числа характерных представителей региональной авифауны. В нашем примере - авифауны плато Путорана. Экологические особенности тех или иных биотопов наледных полей определяет весьма своеобразное сочетание вобранных видов птиц (Романов, 2009). В основном, оно представлено околоводными северными видами, и широкораспространенными видами, связанными с азональными зарослями кустарников и берегами водоемов. Структура сообществ птиц наледных полей имеет определенное сходство со структурой сообществ тундровой зоны. В их состав входят гемиарктические виды -- 2 (12%), гипоарктические -- 5 (31%), бореально-гипоарктические -- 5 (31%), широкораспространенные - 3 (20%), арктоальпийские -- 1 (6%) виды. Плотность гнездового населения птиц тундроподобных местообитаний в районах зимнего образования мощных наледей невелико - 69 ос/км² (Романов, 2009).

3.4 Гидрологические факторы, определяющие формирование авифауны гор Азиатской Субарктики

Уровень воды в ранне-весенний период, во многом зависящий от степени континентальности климата, в немалой степени определяет географию миграционных путей птиц в пределах обширных горных стран Азиатской Субарктики. Так, основной пролет водных и околоводных птиц на плато Путорана идет вдоль наиболее полноводных рек запада региона (Романов, 2005, 2006). В его центральной части, где реки ранней весной менее полноводны, пролет не столь интенсивен (Романов, 1996). Русла рек востока Путорана, за зиму полностью иссушенные, заполняются водой лишь после начала интенсивного таяния снега в горах. Поздний и очень бурный подъем уровня воды делает подобные водотоки абсолютно недоступными для птиц, из-за чего пролет птиц на востоке Путорана практически не наблюдается.

Динамика уровня воды в гнездовой период определяет в ГАС характер устройства гнезд, начало откладки яиц и успех размножения многих околоводных видов птиц (Морозов, 1984; Романов, 1996, Романов и др., 2007). Например, у галстучника откладка яиц начинается после прекращения подъема уровня воды в озерах, в период его стабилизации и дальнейшего плавного понижения. Чем раньше пара начинает гнездование, тем выше место для гнезда она выбирает. Откладка яиц может начаться и раньше окончания весеннего половодья, если пара занимает гнездовой участок на вершине очень высокого берега, который никогда не затапливается (Кречмар, 1966; Романов, 1996, 2006, Романов и др., 2007). В ГАС обычны высокие летние паводки (Гвоздецкий, Михайлов, 1987; Голубчиков, 1996). Перекрывая доступ водным и околоводным птицам к и без того малочисленным гнездовым биотопам, они крайне негативно влияют на успех размножения, и соответственно лимитируют их численность (Романов, 2004).

Влияние охлаждающего эффекта водоемов на формирование природно-территориальных комплексов известно в отношении влияния морей северной части Тихого океана, имеющих «полярный» гидрологический режим: ареалы многих видов птиц, зонально ориентированные в Азиатской Субарктике по широте, в горных районах ее северо-восточной части характерной ступенью «опускаются» на юг в меридиональном направлении. По узкой полосе североохотской прибрежной лесотундры на юг до 59? с.ш., до Тауйской губы и залива Бабушкина, проникают виды арктической фауны: белоклювая гагара, морянка, зимняк, чернозобик, белохвостый песочник, круглоносый плавунчик, лапландский подорожник, краснозобый конек (Кищинский, 1968). Таким образом, формируются «инверсионные» гипоарктические сообщества птиц в пределах бореальной зоны умеренных широт. Этот феномен - характерная зоогеографическая особенность северо-востока Азии (Кищинский, 1988; Лобков, 2003) и Колымского нагорья, в частности (Кищинский, 1968, 1988).

В некоторых ГАС авифауна формируется в условиях охлаждающего эффекта крупных внутренних водоемов. Например, озера плато Путорана занимают первое место по объему водной массы в пределах Субарктики, и образуют второй по объему поверхностный резервуар пресной воды в России после Байкала (Пармузин, 1964, 1975). Сильный охлаждающий эффект путоранских озер и отсутствие на прибрежных пространствах развитой древесно-кустарниковой растительности (Водопьянова, 1976) обуславливает низкое разнообразие биоты приозерий, в частности бедность видового состава гнездовой авифауны (n=27) и низкие показатели плотности населения птиц (50-170 ос/км?). Сообщества птиц, формирующиеся в специфичных экологических условиях приозерий, в целом имеют хорошо выраженный гипоарктический облик (Романов, 1996). «Очаги» гипоарктической авифауны формируются значительно южнее областей ее господства - в пределах северной тайги. К специфическим видам авифауны приозерий, очень редко встречающихся в других местообитаниях лесного пояса, следует отнести гипоарктов - щеголя, белохвостого песочника, среднего кроншнепа, краснозобого конька, полярную овсянку, гемиарктов - морянку и малого веретенника, бореало-гипоарктов - золотистую ржанку, мородунку, турухтана, гаршнепа, желтоголовую трясогузку (Романов, 1996).

Глава 4 Общие закономерности высотно-ландшафтной дифференциации авифауны гор Азиатской Субарктики

В соответствии с господствующим типом высотной поясности, в ГАС дифференцированы сменяющие друг друга с высотой авифауны лесного, подгольцового и гольцового поясов. Закономерности формирования авифауны в пределах каждого из поясов имеют либо общий характер и сходное проявление на всем протяжении от Урала до Корякского нагорья, либо демонстрируют определенный вектор их пространственных изменений в пределах Азиатского континента.

Равнинные элементы формируют основу авифауны каждого пояса, качественно сближают ее с авифаунами смежных высотных поясов и ландшафтов равнинных предгорий. Авифауна лесного пояса гор Азиатской Субарктики, в отличие от гор юга Палеарктики, достаточно однородна. Она состоит из видов широко распространенных на севере бореальной зоны и одновременно участвующих в формировании лесной авифауны не менее 4 из 6 горных стран Азиатской Субарктики. Из 185 видов лесной авифауны ГАС, 96 (52%) таких видов более или менее повсеместно формируют авифауну лесного пояса субарктических гор на всем протяжении от Урала до Корякского нагорья.

Доминирующая закономерность формирования подгольцовой авифауны всей цепи ГАС связана со встречным взаимовлиянием северо-таежной авифауны нижней части горных склонов и гольцовой авифауны горных вершин. В основном - за счет проникновения многих обитателей лесного пояса выше границы распространения древесной растительности. Благодаря этому особенности подгольцовой авифауны каждой горной страны в значительной степени определяются особенностями местной лесной авифауны. Из 103 видов подгольцовой авифауны ГАС, лишь 26 из них (25%) формируют ее более или менее повсеместно. Большая их часть (75%) входит в состав подгольцовых авифаун 1-2, реже 3 горных систем.

Авифауна гольцового, подгольцового и лесного поясов гор Азиатской Субарктики, на современном этапе их формирования, имеют вполне определенные специфичные черты за счет ряда видов, экологически тесно связанных с горными ландшафтами.

Ядро гольцовой авифауны почти всех ГАС формируют арктоальпийские (тундряная куропатка, хрустан, рогатый жаворонок, пуночка) и альпийские (американский конек) виды, а также - обыкновенная каменка. Горный характер авифауны гольцов ГАС (за исключением Урала) определяют также горные формы - монгольский зуек, горный дупель, альпийская завирушка, сибирский вьюрок, и виды, связанные в своем генезисе с Азиатской Субарктикой (длиннопалый песочник (Леонович, 1973; Томкович, 1980), в частности горными ее районами (сибирский пепельный улит (Воробьев, 1963; Андреев, 1980; Кищинский, 1988; Романов, 2008), большой песочник (Tomkovich, 1997; Томкович, 2001). Все эти виды формируют своеобразный горный комплекс, представленный в наиболее полной форме в восточной половине цепи ГАС от Корякского нагорья до Верхоянского хребта. Западнее, на плато Путорана, обнаружить его в более или менее «целостном виде» уже не удается. Здесь повсеместно обычен лишь сибирский пепельный улит. Альпийские виды приобретают роль одной из ведущих географо-генетических групп в гольцовых авифаунах восточных регионов Азиатской Субарктики (от Корякского нагорья до Верхоянского хребта), где они представлены максимально, как по числу видов (n=5-6), так и по доле участия (11-32%).

Горную специфику подгольцовой авифауне ГАС придают сибирский пепельный улит, кроншнеп-малютка, кедровка (N. c. kamtschatkensis Barr.-Ham.), щур (P. e. kamtschatkensis (Dyb.), авифауне лесного пояса - каменушка, длинноносый и большой крохали, сибирский пепельный улит, кроншнеп-малютка, горная трясогузка, оляпка и бурая оляпка. К горному комплексу близки синехвостка и сибирская чечевица, на что указывают некоторые особенности их экологии, например, преимущественно горно-лесное распространение на значительной части гнездового ареала. Сокращение числа горных видов в региональных авифаунах с востока на запад следует признать объективной закономерностью пространственного формирования авифауны в пределах всей цепи гор Азиатской Субарктики.

Глава 5 Закономерности формирования и динамики пространственно-временной структуры населения птиц гор Азиатской Субарктики

5.1 Общие закономерности формирования структуры гнездового населения птиц в условиях высотной поясности гор Азиатской Субарктики

В ГАС с высотой поступательно сокращаются видовое богатство, плотность населения птиц, обилие абсолютного большинства видов (табл. 1).

Таблица 1. Плотность населения (ос/км?) птиц в различных высотных поясах гор Азиатской Субарктики

Примечание: для составления таблицы использованы данные по Уралу (Естафьев, 1977, 1981; Селиванова 2002, 2008), плато Путорана (Романов, 1996, 2003, 2006; Романов и др., 2007), Анабарскому плато (А.Е. Волков, личное сообщение; Бабенко, 2007; Поспелов, 2007), Колымскому нагорью (Кищинский, 1968, 1988).

Значительные отличия между населением птиц 3 высотных поясов ГАС, выявленные с применением коэффициента сходства населения - КСН (Наумов, 1964), указывают на высокую степень автономности процесса его формирования в пределах каждого из поясов. Например, на плато Путорана уровень сходства населения лесного и подгольцового поясов не превышает 29%, подгольцового и гольцового - 18%, а лесного и гольцового - составляет всего 2%. С подъемом на каждые 100 м плотность населения птиц сокращается в среднем (n=4) - на 28 ос/км?. В большинстве горных регионов основное сокращение плотности населения птиц происходит при переходе из подгольцового пояса в гольцовый, и чуть менее существенное - при переходе из лесного пояса в подгольцовый. Имеются и отличия в выявленной общей закономерности. Например, на Анабаре повышенная общая суровость климата и очень пологие склоны невысоких поднятий (более напоминающих увалы и низкие сопки, нежели настоящие горы) существенно нивелируют, а местами даже сводят на нет различия экологических условий лесного и подгольцового поясов. Поэтому в силу очень плавного и постепенного перехода между ними смена сообществ и интенсивность сокращения плотности населения птиц на Анабарском плато весьма незначительна.

На плато Путорана в рамках снижения от подножий к вершинам общей плотности населения птиц, выявлены 4 группы видов, имеющие различные векторы вертикальной динамики обилия. 1 - поступательно сокращающие обилие с высотой (дербник, белая куропатка, горная и белая трясогузки, таловка, бурый дрозд, обыкновенная чечетка, овсянка-крошка). 2 - поступательно увеличивающие обилие с высотой (обыкновенная каменка). 3 - сохраняющие стабильное обилие в лесном и подгольцовом поясах и сокращающие его лишь в гольцах (азиатский бекас, желтоголовая трясогузка, весничка). 4 - имеющие максимальное обилие в подгольцах и сокращающие его в сторону вершин и подножий склонов (сибирский пепельный улит, обыкновенная кукушка, болотная сова, краснозобый конек, варакушка, сибирская чечевица, полярная овсянка). В силу региональной специфики экологических условий в разных горах Азиатской Субарктики направления пространственного изменения обилия одних и тех же видов в них могут не совпадать. Например, в Колымском нагорье таловка и обыкновенная чечетка достигают максимального обилия не в лесном поясе (как на плато Путорана), а в подгольцовом (Кищинский, 1968). Наиболее крайние формы таких тенденций могут проявляться в том, что некоторые виды, обитающие на большей части ГАС преимущественно (или в том числе) в лесном поясе, на востоке «покидают» пределы лесного пояса и населяют только вышележащий подгольцовй пояс. Таковы, например, азиатский бекас в Корякском нагорье или варакушка в Колымском нагорье (Кищинский, 1988).

В пределах цепи гор Азиатской Субарктики плотность населения птиц на уровне всех высотно-ландшафтных поясов сокращается в направлении с запада на восток. Это согласуется с сокращением в этом же направлении общей продуктивности растительного покрова (Национальная стратегия и план действий по сохранению биоразнообразия России; http://www.sci.aha.ru/biodiv/npd/ind1.htm). Корреляция сокращения плотности населения птиц с долготой близка к достоверности для показателей плотности населения в пределах гольцового, подгольцового и лесного поясов (табл. 2).

Таблица 2. Достоверность корреляции между долготой и плотностью населения птиц

В 10 раз в восточном направлении сокращается плотность населения птиц гольцового пояса, и не столь существенно - подгольцового (в 3,5 раза) и лесного (в 3 раза) поясов.

Выявлен сходный состав лидирующих видов во многих горах Азиатской Субарктики, что свидетельствует в пользу не только общности ядра их авифаун, но и определенного единства экологических и зоогеографических закономерностей формирования основы населения птиц этих регионов. Пространственная преемственность населения птиц поддерживается в горизонтальной плоскости видами лидирующими по обилию одновременно в нескольких регионах ГАС, а в вертикальной - одновременно лидирующими в двух, обычно смежных высотно-ландшафтных поясах. В лесном поясе большей части цепи ГАС лидируют 7 видов, из которых 4 (таловка, вьюрок, обыкновенная чечетка, овсянка-крошка) являются общими. В населении птиц подгольцового пояса лидируют таловка и обыкновенная чечетка. В гольцах ГАС почти повсеместно лидирует обыкновенная каменка в различном сочетании еще с 5 видами, обычно - представителями рода Anthus. В западной части цепи ГАС, на Урале это - луговой и краснозобый коньки (Естафьев, 1977, 1981; Головатин, Пасхальный, 2005), а восточнее - американский и краснозобый коньки (Кищинский, 1980; Романов, 1996, 2004). Широкое распространение и массовый характер пребывания разных видов коньков в верхних поясах гор севера Евразии, видимо, в значительной мере объясняется, с одной стороны, их экологической пластичностью, а с другой стороны, достаточно глубокими экологическими адаптациями некоторых видов этой группы к экстремальным условиям горных вершин (Ирисов, 1997; Ирисова, 2002).

5.2 Внутрирегиональная изменчивость плотности и структуры гнездового населения птиц в пределах отдельно взятой горной страны

Огромные размеры и сложная орография горных стран Азиатской Субарктики предопределяют внутрирегиональные (провинциальные) особенности населения птиц. В качестве модельного региона, где c помощью коэффициента сходства населения - КСН (Наумов, 1964) выявлены особенности внутрирегиональных различий в плотности и структуре населения птиц, выбрано плато Путорана.

Наиболее существенные внутрирегиональные отличия выявлены в населении птиц подгольцового пояса. В подгольцах самые низкие показатели минимального (3%) и максимального (49%) сходства населения. Общий уровень абсолютных значений КСН также заметно ниже, чем в гольцовом и лесном поясах: более чем в половине сравниваемых пар районов сходство населения птиц не превышает 20%; всего в 10 из 55 сравниваемых пар районов сходство населения несколько превышает 30%. Ярко выраженная провинциальность подгольцовых сообществ птиц по сравнению с гольцовыми или, тем более, лесными обусловлена неоднородными и менее стабильными экологическими условиями, а также почти полным отсутствием видов адаптированных к ним.

В пределах гольцового пояса провинциальные отличия населения птиц не столь контрастны, как в подгольцовом поясе. В гольцах, как и в подгольцах довольно значительна амплитуда между минимальным (8%) и максимальным (67%) показателем коэффициента сходства населения (КСН). Однако абсолютные их значения, равно как и общий уровень абсолютных значений КСН, выше, чем в подгольцовом: более чем в половине сравниваемых пар районов сходство населения птиц превышает 30%; всего в 9 из 67 сравниваемых пар районов сходство населения ниже 20%. Экологические условия в гольцовом поясе более экстремальны и одновременно более стабильны, чем в подгольцовом. В населении птиц гольцов значительна доля участия альпийских и арктоальпийских видов хорошо адаптированных к условиям субарктических горных вершин. Все это обеспечивает большую общую пространственно-временную устойчивость населения птиц гольцов.