Популяционная экология большой синицы, Parus major в таежных лесах Приладожья

Смертность молодых птиц от вылета из гнезд до начала следующего сезона размножения, рассчитанная по формуле Паевского (1985) для относительно стабильной популяции, составила 87.3%.

В разных точках ареала смертность взрослых птиц колеблется в пределах 40-60%, причем у самцов она обычно на 3-8% ниже, чем у самок (Паевский, 1985, Cramp, Perrins, 1993, Glutz, Bauer, 1993 и др.). В северных популяциях выживаемость взрослых птиц остается довольно высокой, - в окрестностях Оулу на широте 65 до следующего сезона размножения доживает 52% самцов и 48% самок (Orell, Ojanen, 1979). Необычно высокий показатель уровня смертности самок, полученный в результате наших расчетов по-видимому связан с методической погрешностью. Исходное допущение, что все замещенные первогодками взрослые особи погибли, не учитывает эмиграцию птиц. Таежные леса, удаленные от населенных пунктов, представляют для большой синицы субоптимальные или «буферные» по терминологии Клюйвера и Тинбергена (1953) местообитания, что в первую очередь связано с малой пригодностью таких стаций для птиц в зимний период (Носков, Смирнов, 1981). Преобладание здесь первогодков среди самок вероятно связано со сменой ими биотопов в течении жизни. Самцы отличаются более устойчивой связью с территорией и после первого размножения, большинство выживших, по-видимому, возвращается в район прежнего гнездования. Можно предположить, что самки, в меньшей степени связанные с территорией, с повышением социального статуса на втором году жизни, стремятся остаться на размножение в оптимальных стациях - в окрестностях населенных пунктов поблизости от мест зимовки. Поэтому многие из них не возвращаются на места первого гнездования в лесные массивы, где их место занимают первогодки. Косвенным подтверждением этому служит состав городских популяций большой синицы в северо-восточной Европе - в пригородах Ленинграда первогодки составляли около 50% гнездового населения, а в Тарту и окрестностях Хельсинки - 44-45% гнездящихся (Смирнов, Носков, 1975, Jarvinen, Pryl, 1989, Hфrak, Lebreton, 1998).

Завышенная оценка смертности самок обследуемой популяции ведет в свою очередь к завышению выживаемости сеголетков. С учетом изложенного выше, смертность самок в Приладожье, вероятно составляет не более 55-60%, а молодых птиц в течение первого года жизни - около 89%. Выживаемость первогодков у большой синицы в пределах Европы колеблется от 11 до 31%, обычно она составляет 15-20% (Kluyver, 1951, Bulmer, Perrins 1973, Orell, Ojanen, 1979, Balen et. al., 1987 и др.). Смертность молодых птиц Приладожья приближается к наиболее высоким значениям, полученным только в 2 точках ареала - в плотно населенной популяции о. Влиеланд в Голландии и в Окском заповеднике в средней полосе России (Kluyver, 1966, Нумеров, 1987). Возможно это связано с нестабильными и суровыми условиями зимовки в исследуемом регионе и с увеличением дальности кочевок и миграций птиц.

3.8. Особенности регуляции численности большой синицы в лесах Приладожья

Как показывают приведенные в предыдущих разделах данные, в Приладожье плотность гнездового населения не оказывала существенного влияния на динамику основных параметров репродукции большой синицы. В ряде популяций западной Европы, в условиях высокой численности птиц, плотность-зависимые механизмы регуляции воспроизводства проявляются более отчетливо, воздействуя на величину кладки, частоту вторых выводков, успешность и итоговую продуктивность размножения (Лэк, 1957, 1966, Kluyver, 1951, Perrins, 1965, Krebs, 1970, Klomp, 1980). В обследуемой популяции подобного не происходит, очевидно в связи с тем, что здесь плотность населения не достигает критической величины, при которой начинается действие этих механизмов. Как показал Клюйвер (1951), уровень репродукции у большой синицы снижается после того, как плотность гнездового населения превысит 4 пары на 10 га, а в районе исследований даже в оптимальных биотопах в годы подъема численности она была менее 2.5 пар/10 га. На контролируемой территории птицы гнездились на значительном удалении друг от друга и часто ограничивались лишь акустическими контактами, а иногда и вовсе «не знали» о существовании соседей. Если в Англии в лесу у Оксфорда среднее расстояние между гнездами соседних пар составляло 40-50 м (Krebs, 1971), то в Приладожье эта дистанция колебалась от 60 до 2800 м и в среднем составляла около 730±50 м (n=97). В отдельные годы на линиях гнездовий, протяженностью 3-6 км обитали лишь одиночные пары, и хотя в ближайших окрестностях мест развески синичников часть птиц гнездилась в естественных дуплах, интервалы между их гнездами были значительными. В условиях такой низкой численности репродуктивная стратегия популяции была направлена на максимальный уровень воспроизводства. Итоговая продуктивность размножения практически не зависела от состава и плотности гнездового населения, и колебалась в основном под действием внешних факторов, определяющих успешность гнездования и частоту вторых кладок. Существенное влияние на нее оказывала погода зимы и ранней весны, по-видимому, действующая на птиц опосредованно, через динамику кормовой базы.

Число гнездящихся пар и основные показатели текущего сезона размножения практически не отражались на изменениях плотности гнездового населения в последующем сезоне (табл. 11). Основную роль в динамике численности играли выживаемость птиц во внегнездовой период и интенсивность иммиграции. Ежегодно состав гнездового населения почти полностью обновлялся за счет птиц иммигрантов. Резиденты и особи местного происхождения составляли незначительную часть популяции (менее 11%) и практически не влияли на ее динамику. Это подтвердилось и простыми формальными расчетами. Динамика плотности гнездового населения контролируемой территории (y) удовлетворительно описывалась уравнением линейной регрессии y=0.02+0.82x₁+0.19x₂, (R²=90.3), где x₁ - плотность птиц-иммигрантов, а x₂ - резидентов и особей местного происхождения (в качестве функции и переменных использованы нормированные отклонения признаков). Дисперсионный анализ этого уравнения показал, что основной вклад в дисперсию функции вносит фактор x₁ - 88.1%, в то время как фактор x₂ - определяет ее всего на 2.1%.

На плотность гнездового населения определенное влияние оказывала и погода предшествующей зимы: умеренная связь этого параметра со среднемесячной температурой декабря была на грани значимости (r=0.39, p=0.06). В районе работ, в лесах, где были развешены гнездовья, большие синицы обычно не зимовали, но в 1980-1992 гг. здесь с декабря по март действовали 2-3 зерновых прикормки и часть птиц оставалась около них на зиму. Поэтому мы провели раздельный анализ влияния зимних температур на динамику популяции за этот период и за 1993-2003 гг., когда таких прикормок не было. Плотность гнездового населения в 1980-1992 гг. была прямо связана со среднемесячной температурой декабря (r=0.67, p<0.05) и вероятно, с температурой января (r=0.46, p=0.11). В 1993-2003 гг. такой зависимости не было (r=0.15 и r=-0.04, n.s.), очевидно, в связи с тем, что большая часть птиц откочевывала на территории, с другим температурным режимом.

Известно, что на выживаемость влияют не только погодные и кормовые условия, но и осенняя численность птиц: зимние холода сильнее сказываются на динамике плотных популяций (Kluyver, 1951). В районе исследований осенняя плотность населения (сумма вылетевших из гнезд молодых и гнездившихся взрослых птиц) в среднем составляла 46,2 особи/км². В годы, когда она превышала эту величину, осенне-зимняя погода сильнее влияла на будущее число гнездящихся пар. В такие сезоны плотность гнездового населения была прямо связана со среднемесячной температурой ноября (r=0.69, p<0.05), и мало зависела от температур декабря (r=0.35, n.s.) и января (r=0.22, n.s.). В годы с низкой осенней плотностью населения ноябрьская температура оказывала на нее обратное действие (r=-0.5, p<0.05), а декабрьская и январская - практически не влияли (r=0.27, r=0.17, n.s.).

Весенняя погода, в первую очередь апрельские температуры воздуха отчетливо сказывались на динамике численности птиц (табл. 11). Возможно они влияли на уровень смертности в период распределения по территории и обострения социальных конфликтов. Также не исключено, что погода сказывалась на биотопическом перераспределении птиц: весенние холода могли сдерживать уход птиц из зимовочных стаций и стимулировать более плотное заселение ими оптимальных местообитаний, препятствуя оттоку в маргинальные.

Известно, что на динамику популяции большой синицы, как и многих других птиц, влияет комплекс факторов, как эндогенных, таких как плотность-зависимые продуктивность размножения, смертность молодых и взрослых птиц, эмиграция и иммиграция, так и экзогенных - состояние кормовой базы, погодные условия и т.д. Сложное взаимодействие этих факторов по-разному отражается на изменении численности отдельных популяций и делает невозможным построение единой универсальной модели (Kluyver, 1951, Лэк, 1957, 1966, Wynne-Edwards, 1962, Наумоув. 1963, Haartman, 1971, Паевский, 1985 и др.). Изучение оседлой популяции в южной Англии в лесу близ Оксфорда показало, что основной причиной ежегодных колебаний гнездового населения здесь была динамика выживаемости первогодков (Lack, 1964, 1966, Perrins, 1965). Она практически не зависела от зимней погоды и отчетливо коррелировала лишь с урожаем буковых орешков, хотя основной отход происходил в первые месяцы жизни до перехода птиц на этот вид корма. Это связывали с тем, что урожай бука мог совпадать с плодоношением других видов деревьев, с благоприятной погодой и с обилием насекомых. В меньшей степени на динамику гнездового населения влияла выживаемость взрослых птиц, а плотность-зависимая продуктивность размножения и соотношение эмиграции и иммиграции не сказывались вовсе. Кребс (Krebs, 1970) подтвердил основные заключения Лэка и Перринса и сделал вывод, что слабо зависящая от плотности и территориального поведения зимняя смертность первогодков и взрослых птиц - ключевой фактор, определяющий динамику обследуемой популяции. Позднее Кломп (Klomp, 1980), не оспаривая этого утверждения, показал, что в лесу Марлей у Оксфорда зависимая от плотности продуктивность размножения играет важную роль в стабилизации численности синиц. Влияние погоды на динамику этой популяции, по мнению Лэка (1964, 1966) и Перринса (1965) было незначительным и проявлялось только в необычно холодные зимы 1946-47 и 1966-67 гг. с длительным залеганием снега. Однако, как показал анализ их материалов с привлечением большего числа погодных факторов, плотность гнездового населения коррелировала с зимними и ранне-весенними температурами воздуха: среднемесячными февральскими (Krebs, 1970), за период с конца января до середины апреля, и наиболее значимо, - за период с 11 по 30 марта (Slagsvold, 1975d). В других частях Британии на динамику численности синиц влияли ноябрьские температуры (O'Connor, 1980). Подробный анализ более продолжительных рядов данных по популяции у Оксфорда показал, что ее динамика зависит от зимних и ранне-весенних температур воздуха, от урожая бука, а также и от плотности населения предшествующего года (Lebreton, 1990).

Выживаемость птиц во внегнездовой период выступала ведущим фактором динамики популяций больших синиц в Голландии и Бельгии, но здесь она более отчетливо зависела от плотности населения и зимней погоды. Важную роль при этом играли продуктивность размножения, территориальное поведение и процессы эмиграции и иммиграции, связанные как с плотностью населения, так и с состоянием кормовой базы (Kluyver, 1951, 1966, Kluyver, Tinbergen, 1953, Klomp, 1980, Balen, 1980, Balen et. al., 1987, Dhondt, 2001).

В юго-западной Финляндии на динамику гнездового населения отчетливо влияли только погодные условия зимы (Haartman, 1971). А в условиях более сурового климата Подмосковья связь погоды с плотностью гнездового населения была менее заметна в связи с зимовкой значительной части птиц за пределами района размножения (Лихачев, 1961, 2002).

Таким образом, в разных частях ареала, в зависимости от специфики локальных условий на динамику популяций оказывает влияние комплекс разных по характеру и силе воздействия факторов, среди которых не всегда удается выделить решающие. Да и такое выделение по мнению Н.П. Наумова (1963) будет неправильным, так как оно приведет к упрощению сложных взаимосвязей. Судя по составу и динамике местного населения, таежные леса Приладожья представляют собой субоптимальные или «буферные» местообитания для большой синицы. Плотность гнездового населения невысока и сильно колеблется по годам. Репродуктивная стратегия популяции направлена на максимальный уровень воспроизводства, ограничиваемый только физиологическими возможностями птиц и ресурсами внешней среды, но итоговая продуктивность размножения не влияет на будущую плотность гнездового населения. Основную роль в динамике численности играют иммигранты, причем, по имеющимся данным невозможно установить происхождение этих птиц: это могут быть и сопредельные участки леса и достаточно отдаленные территории.

Определенное влияние на плотность гнездового населения оказывает погода, но ее действие зависит от ряда других факторов. Теплая погода в ноябре положительно влияет на будущую плотность гнездового населения при высокой осенней численности, а при низкой - отрицательно. Возможно, так проявляется совместное действие погоды и территориального поведения на выживаемость птиц. Теплая поздняя осень ведет к задержке синиц в районе исследований и, по-видимому, к последующей повышенной смертности их зимой. При низкой плотности популяции большинство птиц может оставаться здесь, при высокой - только часть, т.к. осенняя борьба за территорию будут вынуждать излишек птиц откочевывать в другие местообитания, где они могут найти более благоприятные условия и успешно пережить зиму.

Зимние холода, в первую очередь декабрьские температуры воздуха, сказывались на плотности гнездового населения, причем и их действие зависело от особенностей распределения птиц по территории. В годы, когда часть птиц оставалась на зимовку в районе развески гнездовий, эта связь была отчетливой, а в годы, когда птицы откочевывали из этого района она пропадала.

Большую роль в динамике гнездового населения большой синицы Приладожья, также как и в южной Англии (Slagsvold, 1975d, Lebreton, 1990) играли апрельские температуры воздуха. Возможно, они влияли на характер перераспределения птиц между оптимальными и маргинальными местообитаниями, или на смертность птиц в этот период.

По имеющимся материалам можно заключить, что на динамику местного населения влияли разные, часто взаимосвязанные факторы, среди которых трудно выделить ключевой: это интенсивность иммиграции и выживаемость во внегнездовой период, погода в критические сезоны годового цикла птиц, осенняя плотность популяции и особенности территориального поведения.

4. Conclusion

Таежные леса Приладожья представляют для большой синицы субоптимальные местообитания, что проявляется в низкой плотности (около 4 пар/км²) и значительном преобладании первогодков над взрослыми особями в составе гнездового населения. Как и в других частях ареала, птицы предпочитают спелые древостои с преобладанием, или значительной примесью лиственных пород, хотя чистые черноольшанники избегают, по-видимому, в связи с поздними сроками вегетации ольхи. Плотносомкнутые хвойные леса менее привлекательны для птиц, так как отличаются более поздним сходом снега и запаздыванием весенних фенологических явлений, что проявляется и в задержке сроков начала гнездования. Биотопические различия проявляются и в частоте вторых кладок - в предпочитаемых стациях большее число птиц участвует во втором цикле размножения, что по-видимому связано с состоянием кормовой базы в разных типах леса.

Сроки начала кладки зависели от биотопа и хода апрельских температур воздуха, особенно сильно на птиц влияла дата накопления суммы эффективных температур 50С, практически совпадающая с датой детерминанта (determinant date) - временем старта быстрого развития ооцитов у большинства самок (Kluyver, 1951). Однако ни этот, ни любой другой из рассмотренных в работе температурных показателей, нельзя назвать пороговым для обследуемой популяции в связи с сильными ежегодными вариациями их значений.

Величина кладки не зависела ни от плотности гнездового населения, ни от биотопа. Она линейно уменьшалась в течение сезона, в среднем на 0.043 яйца в день. В отличие от более южных частей ареала, в Приладожье имела место необычная тенденция влияния возраста самки на сроки и величину кладки: первогодки гнездились на день раньше старых птиц и откладывали чуть больше яиц. Эти различия не были значимыми, но в итоге величина выводка у первогодков была достоверно большей. Возраст самца положительно сказывался на сроках размножения, но не влиял на величину кладки. Отсутствие возрастных различий у самок большой синицы в сроках начала и величине кладки характерно для исследуемого региона (Haartman, 1969, Зимин, 1988), и по-видимому, связано с тем, что в этих широтах на птиц сильное действие оказывают нестабильные внешние условия, на фоне которых возрастные особенности репродукции играют незначительную роль и не всегда проявляются в природе.

В Приладожье вторые кладки имели 47.8% пар, успешно выкормивших первый выводок. Плотность гнездового населения и возрастной состав пар на частоту бициклии существенного влияния не оказывали. В разнообразных по составу пород древостоях птицы приступали ко второму циклу размножения чаще. Погода зимы, - среднемесячная температура воздуха в феврале, положительно влияла на частоту бициклии, очевидно воздействуя, на состояние кормовой базы, через успешность зимовки беспозвоночных животных. Интервал между первым и вторым циклами размножения не отличался от других частей ареала. Дистанция между гнездами была более значительной (около 230 м), что вероятно связано с изменением кормовой базы в окрестностях гнездового участка в течение сезона, при отсутствии у птиц территориальной конкуренции.

Успешность размножения в Приладожье довольно высока: до вылета выводка сохраняется около 77% гнезд, а 67.9% отложенных яиц дают слетков. Несмотря на значительные вариации по годам, она не зависела от плотности гнездового населения, биотопа, возрастного состава популяции и сроков размножения. Основную роль в динамике этого показателя играли частичный отход птенцов в первых и ранних выводках, доля погибших гнезд и среднемесячная температура воздуха в мае. Доля погибших гнезд колебалась под влиянием случайных причин, а на динамику частичной смертности птенцов отчетливо влияла погода предшествующей зимы - сумма среднемесячных температур за декабрь, январь и февраль. По-видимому, зимняя и весенняя погода сказывалась на птицах через состояние кормовой базы, влияя на выживаемость и летнее обилие беспозвоночных животных. Общая продуктивность размножения варьировала по годам и в среднем составляла около 10 слетков на пару гнездящихся птиц за сезон. Она зависела от успешности гнездования и частоты бициклии и, в меньшей степени, от особенностей зимней и весенней погоды.

Приблизительная оценка смертности показывает, что у самцов она составляет около 52%, у самок - 55-60%, а у молодых птиц на первом году жизни - около 89%.

Низкая плотность гнездового населения большой синицы в Приладожье препятствует действию плотность зависимых механизмов регуляции плодовитости, поэтому репродуктивная стратегия популяции направлена на максимальный уровень воспроизводства, ограничиваемый только физиологическими возможностями птиц и ресурсами среды обитания.

Динамика численности местного населения практически не зависела от продуктивности размножения в предшествующем сезоне, она определялась интенсивностью притока иммигрантов, составляющих около 89% гнездового населения, и выживаемостью птиц во внегнездовой период. Определенное влияние на нее оказывала погода в критические периоды годового цикла - во время осеннего и весеннего перераспределения по территории и зимовки. При этом действие погоды проявлялось в зависимости от плотности популяции и особенностей территориального поведения птиц.