I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ДНЕВНЫЕ ЧЕШУЕКРЫЛЫЕ Г. ЧЕРЕПОВЦА В СРАВНЕНИИ С ОТДЕЛЬНЫМИ ТЕРРИТОРИЯМИ СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Виноградова П.А. 1

---

1

Ляпкова Н.И. 1

---

1

Работа в формате PDF

1.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Чешуекрылые или бабочки – обитатели открытых пространств, с цветущими растениями. Бабочки могут жить как на лугах и лесных полянах, так и в черте населенных пунктов. Бабочки опыляют цветы, а вот их гусеницы являются вредителями, так как питаются листьями и стеблями растений. Первым этапом природоохранных работ является выяснение видового разнообразия всех живых существ в экосистеме, поэтому изучение фауны чешуекрылых, конечно, актуально. По наличию тех или иных видов беспозвоночных можно также судить и о состоянии экосистемы в момент исследования. Череповец – промышленный город, где растения, необходимые для жизнедеятельности чешуекрылых, в основном, посажены человеком. В сельской местности сохраняется естественный ландшафт. Безусловно, интересно сравнить фауну чешуекрылых на различных территориях области, чтобы выяснить влияние антропогенной нагрузки на состояние экосистемы.

Цель: Изучение фауны чешуекрылых г. Череповца в сравнении с сельской местностью (Тарногский и Череповецкий районы Вологодской области).

Задачи:

1.Изучить фауну дневных чешуекрылых г. Череповца. 2.Сравнить видовое разнообразие дневных чешуекрылых г. Череповца в разные годы. Выяснить, численность каких дневных бабочек в городе больше. 3.Выяснить, где фауна дневных чешуекрылых (на изученных участках) более разнообразна. 4.Сравнить видовое разнообразие (по Жаккару) и численность дневных чешуекрылых г. Череповца и отдельных территорий сельской местности Вологодской области (д. Шебеньгский погост Тарногского района и д. Владимировка Череповецкого района). 5.Выяснить, с чем связано разнообразие и численность дневных бабочек на исследуемых территориях. 6.Узнать, встречаются ли на обследуемой местности редкие и охраняемые представители булавоусых.

Работа выполнена на территории г. Череповца, в окрестностях д. Шебеньгский погост Тарногского района и д. Владимировка Череповецкого района Вологодской области в 2013-2015 годах. Все исследования произведены автором самостоятельно.

Для работы использованы общепринятые методики по сбору и хранению насекомых [7]. Учет численности насекомых проводился на проложенных маршрутах. При определении насекомых были использованы определители [5,7,9] и увеличительные приборы – лупы и бинокулярный микроскоп. Сходство видового состава бабочек определялось по формуле Жаккара.

Объект исследования: дневные чешуекрылые. Предмет исследования: видовое разнообразие и численность бабочек. Практическое применение: по количеству и численности бабочек можно определить, в каком состоянии находится экосистема. Полученные сведения можно использовать на уроках биологии в школе. Новизна работы состоит в том, что мы сравниваем видовое разнообразие дневных бабочек города с сельской местностью.

Гипотеза исследования: можно предположить, что видовое разнообразие и численность дневных чешуекрылых на селе будет больше, чем в городе.

Обзор литературы

Чешуекрылые являются одной из крупнейших групп насекомых, включающей в себя 158 570 видов (147 вымерших видов), по состоянию на август 2013г. Развитие с полным превращением. Окраска и внешний вид многих бабочек связаны с защитой от врагов. Методы защиты от хищников очень разнообразны. Современная классификация чешуекрылых выделяет четыре подотряда. Большинство видов, будучи антофилами, питается цветочным нектаром, многие - соком деревьев, гниющими и перезревшими фруктами. Действия крыльев бабочки при активном машущем полёте представляют собой последовательность определённых движений, образующих замкнутый цикл [14]. Чешуекрылые – практически значимая группа насекомых [1]. Гусеницы бабочек, живущих в северных широтах, порой не успевают завершить свой жизненный цикл за одно лето, они вынуждены впадать в зимнюю диапаузу до следующего лета [14]. Большинство дневных бочек привлекают нектар цветков, сок плодов и пораненных деревьев [4].

Отряд чешуекрылые представлен в Вологодской области почти 50 семействами. Чешуекрылые региона изучены недостаточно, более полные сведения имеются только о группе булавоусых. Самая полная сводка по отряду чешуекрылые в регионе сделана В.В. Немцевым по Дарвинскому государственному природному биосферному заповеднику. Автором указаны сведения о 461 виде бабочек, обнаруженных в период с 1948 по 1989 года [10]. Имеются сведения о 833 видах чешуекрылых юго-западной части Вологодской области [9]. В Вологодской области 102 вида булавоусых чешуекрылых из 6 семейств. Самыми разнообразными являются семейства нимфалид (35 видов) и голубянок (27 видов). В семействах бархатницы – 16 видов, белянки – 11 видов, толстоголовки – 9 видов, парусники – 4 вида [1]. Ранее энтомологи разделяли всех чешуекрылых на Homoneura (с одинаковыми по форме и жилкованию передними и задними крыльями) и Heteroneura (с уменьшенным количеством радиальных жилок на заднем крыле и часто — значительно отличающимися по размерам и форме передними и задними крыльями). Эти названия сохраняются для обозначения нетаксономических групп в пределах отряда [7, 14].

Основная часть

1. Характеристика района исследования

По классификации Б.П. Алисова, Вологодская область относится к антлантико-континентальной климатической области умеренного пояса [10].

Город Череповец – промышленный центр Вологодской области (прил, рис. 1). Для урбанизированной территории характерно большое количество посаженных человеком деревьев и кустарников в парках, скверах, вдоль улиц. Культурные растения высаживаются на клумбы и рабатки (прил., рис.2), в вазоны. Газоны в Череповце, в основном, не засеваются культурными растениями (прил., рис. 3), поэтому на них растут сорняки. В последние годы они выкашиваются несколько раз в году, но далеко не везде и не всегда регулярно (прил., рис. 4, 5). Деревню Шебеньгский погост Тарногского района (прил., рис. 6) окружает лес, луга и поля. Почти каждый житель выращивает культурные растения, что способствует благоприятным условиям для развития бабочек. Вокруг деревни на лугах много дикорастущих цветковых растений. Исследования проводились в самой деревне и ее окрестностях (1км). В деревне Владимировка Череповецкого района проводились исследования на территории парка-усадьбы Игоря Северянина. Там есть парк и яблонёвый сад, а так же участки разнотравного луга (прил., рис.7, 8). К усадьбе примыкают дома и постройки сельских жителей, много дачных домов. Вокруг смешанный лес, чередующийся с зарастающими полями, превращающимися в разнотравные луга. Исследования проводились на территории усадьбы и в радиусе 1,5 км.

2. Материал для работы и методы исследования

Исследования проводились в г. Череповце, д. Шебеньгский погост Тарногского района и д. Владимировка Череповецкого района Вологодской области (таб. 1, прил., рис. 1) в 2013 – 2015 годах.

Таблица 1

Материал для работы

В городе были проложены два маршрута: в Индустриальном районе (1 км); в Зашекснинском районе (2 км) (прил., рис.9).

Количество бабочек определялось визуально по частоте встреч и их количеству в течение всего сезона [8]. Применявшаяся шкала оценок такова: единично - в течение летного периода бабочка встречалась в количестве 1 - 5 экземпляров; редко – в течение летного периода бабочка встречалась в количестве от 6 до 9 экземпляров; мало – единичные экземпляры встречаются почти на каждой экскурсии; обычно – на каждой экскурсии не менее 10; много – постоянно в поле зрения летает несколько бабочек; массовый лет – в поле зрения скопление бабочек в количестве нескольких десятков [8].

Для отлова и сбора насекомых использовалось стандартное оборудование: сачки (прил. рис.7, 8), морилки и пинцеты, коробки или ящички для хранения наколотых чешуекрылых [2]. Сходство видового состава бабочек на исследуемых участках определялось по формуле Жаккара [11,12].

Определение незнакомых бабочек проводилось с помощью бинокулярного микроскопа (прил., рис. 10) и определителей [5,7,9]. Составлен список дневных чешуекрылых, отмеченных в летний период (прил. таб. 2) [5,7, 9, 13]. Список литературы оформлен в соответствие с ГОСТ Р 7.0.5 -2008 [3].

3. Результаты исследования и их обсуждение

В г. Череповце исследования проводились с апреля по сентябрь 2013г. (прил., таб. 3), 2014г. (прил., таб. 4), 2015г. (прил., таб.5). Всего в течение сезона 2013г. отмечено 13 видов чешуекрылых. В июне наблюдался массовый лет боярышницы (прил. рис.11). Самой разнообразной фауна дневных бабочек (12 видов) была в городе в июле. Редкими были такие представители, как воловий глаз, глазок чёрно-бурый, беляночка горошковая, обычными являлись боярышница, крапивница, капустница, лимонница, павлиний глаз (прил., рис 12), брюквенница, репница. Единично в июле встретились ленточник тополёвый и адмирал (прил., рис.13). Если мы попробуем сравнить частоту встречаемости некоторых видов бабочек за один выход на маршрут в течение летнего периода, то получим следующие результаты (прил., рис. 14).

Для примера мы взяли обычных для города бабочек: крапивницу, лимонницу и боярышницу. Крапивница встречалась равномерно на протяжении всего периода наблюдений. Лимонница встречалась в мае, в июне не отмечена (старые бабочки погибли, а новые ещё не появились), в июле бабочки встречались по 2-3 особи ежедневно, к сентябрю погибли или забрались в укрытия зимовать. Боярышница встречалась в мае небольшими группами, в июне наблюдался массовый лёт, в июле их количество нормализовалось, к августу стало мало, в сентябре - не отмечена.

Сравним фауну чешуекрылых города Череповца в 2013 - 2015 годах. Количество видов увеличилось с 13 в 2013г. (прил., таб. 3) до 17 в 2014г. (прил., таб. 4), в 2015г. отмечено 12 видов (прил., таб.5). Если сравнить видовое разнообразие и численность дневных бабочек по месяцам, то получатся следующие результаты. Более разнообразна фауна дневных бабочек в 2014г. в июне и июле. В отличие от 2013г. в 2014г. были отмечены такие бабочки, как махаон, белянка рапсовая, траурница, многоцветница, пестрокрыльница изменчивая и голубянка аргирогномон; и наоборот, не было таких видов, как воловий глаз, глазок чёрно-бурый и адмирал. Единично встречались махаон, белянка рапсовая и ленточник тополёвый (прил., таб. 4). Таким образом, количество видов чешуекрылых в 2014г. по сравнению с 2013г. стало больше. Общая численность бабочек в 2014г. была меньше (прил., рис.15). Вероятно, отрицательное влияние оказала дождливая и холодная погода в начале июня: в таких условиях жизнь бабочек сильно затрудняется и многие из них погибают.

В 2015г. результаты исследований были следующими (прил., таб.5). В начале сезона активно летали лимонницы и крапивницы. Июнь и июль были дождливыми и довольно прохладными, поэтому по сравнению с 2013 и 2014 гг. в 2015г. бабочек было меньше. Самым «богатым» на разнообразие булавоусых оказался август (10 видов). Численность всех бабочек была меньше.

Сравним численность некоторых видов чешуекрылых в 2013-2015 годах (прил., рис.15). В 2013г. такие бабочки, как лимонница, репница, крапивница и павлиний глаз были обычными. У боярышницы наблюдался массовый лёт. В 2014г. только количество репниц осталось неизменным. Численность других видов уменьшилась. Тенденция на уменьшение продолжилась в 2015г. Всего за три сезона в городе отмечено 20 видов дневных чешуекрылых.

Бабочки, отмеченные в городе в 2013г., относятся к 3 семействам (прил., рис.16, таб. 3). Для питания гусениц этих видов необходимы сорные растения (крестоцветные для белянок, крапива для нимфалид) или злаки для бархатниц. В 2014г. в Череповце были отмечены бабочки 4 семейств (прил, рис.17). Количество видов нимфалид выросло с 4 до 6, но общая численность стала меньше. Траурница, многоцветница, ленточник тополевый, махаон отмечены единично. В 2015г. встретились представители 3 семейств (прил., рис. 18).

Сравним фауну чешуекрылых Череповца и сельской местности. К сожалению, мы не смогли наблюдать за бабочками на селе в течение всего лета, поэтому анализировали результаты, полученные в июне 2013г. Это была д. Шебеньгский погост. В том и другом населённом пункте отмечено по 7 видов бабочек (прил., таб. 6). 5 видов встречалось и в городе и в сельской местности. Голубянка икар и махаон встречались только в д. Шебеньгский погост. Махаон занесен в Красную книгу Вологодской области [6]. Зорька и беляночка горошковая - только в городе. Бабочки в сельской местности относятся к 5 семействам, а в Череповце только 3 семейства (прил., таб. 6, рис. 19, 20).

В 2015г. в деревне Шебеньгский погост исследования проводились только в июле. В Череповце за июль 2015г. встретились представители 3 семейств (прил., рис. 21), на селе отмечены бабочки 4 семейств (прил., рис. 22). По сравнению с городом отмечены парусники.

Сравним фауну чешуекрылых г. Череповца и д. Владимировка в июне 2014г. В Череповце - 10 видов бабочек, а во Владимировке – 13. Начнём с того, что во Владимировке была отмечена бабочка, занесённая в Красную книгу РФ – мнемозина [6]. Гусеницы этих бабочек развиваются на хохлатках, которые не растут на территории города. Так же во Владимировке был отмечен махаон, на территории города единично был встречен в июле. В июне 2014г. в Череповце встретились представители булавоусых трёх семейств, а в д. Владимировка бабочки 4 семейств (прил., таб.8, рис. 23, 24).

В июне 2015г. в Череповце отмечены бабочки 3 семейств, в д. Владимировка - 4 (прил., таб. 9, рис. 25, 26). Численность некоторых видов так же больше на селе (прил., таб. 8, 9). Вероятно, такая разница наблюдается в сельской местности из-за более доступной и разнообразной кормовой базы для гусениц и самих бабочек и более низкой антропогенной нагрузки.

Определялось сходство видового состава бабочек. Поскольку число видов зависит от площади, то и в данном случае следует придерживаться принципа равенства территорий [11,12]. В сельской местности исследования проводились не только в самих деревнях, но и в окрестностях, а в городе – на определенной территории. Площадь исследования была приблизительно равной.

Одним из наиболее простых и понятных показателей фауно-флористического сходства является коэффициент Жаккара. Если он больше 50%, то сходство видов считается высоким [11,12]. Коэффициент достаточно высок почти на всех сравниваемых между собой территориях. Сходство видов дневных чешуекрылых в Череповце в разные годы колеблется от 50 до 67% (прил., таб. 10, рис. 27). В 2013 - 2015гг. довольно высоко сходство видового разнообразия бабочек между Череповцом и сельской местностью: с д. Шебеньгский погост 56 - 60% и в 2014г. с д. Владимировкой 64%. В связи с холодной и дождливой погодой в июне 2015г., коэффициент Жаккара был низким между Череповцом и Владимировкой (июнь 2015г.) – 27%. Кроме того, сходство булавоусых было всего 33% на территории Владимировки в июне 2014 и 2015гг. Вероятно, тоже из-за неблагоприятных погодных условий 2015г.

Гипотеза о том, что видовое разнообразие и численность дневных чешуекрылых на селе будет больше, чем в городе, подтвердилась.

Выводы

1.В городе Череповце за 3 года отмечено 20 видов булавоусых, относящихся к пяти семействам. 2.Сходство видов дневных чешуекрылых (по Жаккару) в Череповце в 2013 – 15гг. колебалось от 50 до 67%. Преобладали по численности бабочки белянки, в 2013г. наблюдался массовый лет боярышницы.

3.Фауна чешуекрылых более разнообразна в сельской местности. 4.В 2013 - 2015гг. сходство видового разнообразия дневных бабочек между Череповцом и обследуемыми участками сельской местности (по Жаккару) колеблется от 27 до 64%. Численность отдельных видов чешуекрылых больше на селе, чем в городе. 5.Разнообразие видов и численность бабочек на обследуемых территориях зависят от кормовой базы, погодных условий и антропогенной нагрузки. 6.На всех обследуемых территориях единично отмечен махаон (занесен в Красную Книгу Вологодской области). Мнемозина, занесённая в Красную книгу РФ, в д. Владимировка в 2014г. была обычной.

Список литературы и использованных источников

1. Белова Ю. Н. и др. Разнообразие насекомых Вологодскойобласти/ Под ред. Ю. Н. Беловой, А. А. Шабунова. – Вологда: Центр оперативной полиграфии «Коперник», 2008. 368с.

2. Горностаев Г.Н. Энциклопедия природы России. Насекомые. - М.: ABF, 1998.

3. ГОСТ Р 7.0.5 – 2008. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления. 2008. URL: http: // www.protect.gost.ru (дата обращения: 03.12.2012)

4. Кабак Л. Бабочки мира.- М.: Мир энциклопедий Аванта + Астрель, 2011.

5. Корнелио М.П. Школьный атлас-определитель бабочек – М.: Просвещение, 1986.

6. Красная книга Вологодской области. Том 3. Животные. - / Отв. Ред. Болотова Н.Л., Ивантер Э.В., Кривохатский В.А. – Вологда: 2010.

7. Мамаев Б. М. Определитель насекомых Европейской части СССР – М.: Просвещение, 1976.

8. Немцев В.В. Фауна и животное население // Летописи природы ДГЗ, Борок 1952 - 2001.

9. Николаев А.С., Корб С.К. К фауне Чешуекрылых (LEPIDOPTERA) юго-запада Вологодской области // Труды Мордовского государственного природного заповедника им. П.Г. Смидовича.-2015.-№ 14 [Электронный ресурс] URL: http://cyberleninka.ru/article/n/k-faune-cheshuekrylyh-lepidoptera-yugo-zapada-vologodskoy-oblasti (дата обращения: 23.01.16).

10. Плавильщиков Н. Н. Определитель насекомых – М.: Топикал, 1994.

11. Природа Вологодской области// Главный ред. Г.А. Воробьев.- Вологда: Издательский Дом Вологжанин, 2007. 440 с.

12. Чехонина М. В., Лантратова А. С. Систематика растений с основами геоботаники – Петрозаводск, 1978.

13. Википедия [Электронный ресурс] URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/% D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA_%D0%BD%D0%B0%D1%81%D0%B5%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D1%8B%D1%85,_%D0%B7%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D1%81%D1%91%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85_%D0%B2_%D0%9A%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D1%83%D1%8E_%D0%BA%D0%BD%D0%B8%D0%B3%D1%83_%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B8 (дата обращения: 17.09.2014)

14. Дулепов В.И. и др. Системная экология// Учебные материалы ВГУЭС [Электронный ресурс] URL:http://abc.vvsu.ru/books/sistemnaja_ekologija_ up/page0031.asp (дата обращения: 10.09.15).

Приложения

Иллюстрации и таблицы для работы

- место проведения исследования

Рис. 1. Карта Вологодской области Рис.2. Цветущие растения в городе

Рис. 3. На территории Череповца Рис. 4. Не выкошенные газоны

Рис. 5. Сорняки на газонах города Рис. 6. Окрестности д. Шебеньгский погост

Рис. 7. На усадьбе д. Владимировка Рис.8.Учет бабочек в окрестностях Владимировки

проложенные маршруты

Рис. 9.Карта Череповца с маршрутами исследования

Рис. 10. Работа с бинокулярным микроскопом Рис. 11. Боярышница – массовый лет

Рис. 12. Павлиний глаз Рис. 13. Адмирал

количество бабочек

Рис. 14. Среднее количество бабочек за одну встречу в течение летнего сезона 2013г.

Количество встреч

Условные обозначения: 1 - редко, 2 - мало, 3 - обычно, 5 - массовый лет

Рис. 15. Численность отдельных видов бабочек в г. Череповце в 2013 - 2015гг.

Рис. 16 .Распределение бабочек по семействам Рис. 17.Распределение бабочек по

г. Череповец, 2013г. семействам г. Череповец, 2014г.

Рис. 18. Распределение бабочек по семействам г. Череповец 2015 год.

Рис.19. Распределение бабочек по семействам Рис.20. Распределение бабочек по - г. Череповец, июнь 2013г. семействам д. Шебеньгский погост, июнь 2013г.

Рис. 21. распределение бабочек по семействам Рис. 22. Распределение бабочек по семейст-г.Череповец, июль 2015г. вам д. Шебеньгский погост, июль 2015г.

Рис. 23. Распределение бабочек по семействам Рис.24. Распределение бабочек по г.Череповец, июнь 2014 семействам д. Владимировка, июнь 2014г.

Рис.25. Распределение бабочек по семействам Рис.26. Распределение бабочек по г.Череповец, июнь 2015 г. семействам д. Владимировка, июнь 2015 г.

Таблица 2

Список дневных чешуекрылых, отмеченных в г. Череповце, д. Шебеньгский погост,

д. Владимировка Вологодской области в 2013 и 2015 годах [5,7, 9, 13]

Таблица 3

Численность чешуекрылых в г. Череповце в 2013г.

Условные обозначения: 1 - единично; + редко; ++ мало;

+++ обычно; ++++ много; +++++ массовый лет; - нет

Таблица 4

Численность чешуекрылых в г. Череповце в 2014г.

Условные обозначения: 1 - единично; + редко; ++ мало;

+++ обычно; ++++ много; +++++ массовый лет; - нет

Таблица 5

Численность чешуекрылых в г. Череповце в 2015г.

Условные обозначения: 1 - единично; + редко; ++ мало;

+++ обычно; ++++ много; +++++ массовый лет; - нет

Таблица 6

Фауна чешуекрылых в г. Череповце и д. Шебеньгский погост в июне 2013г.

Таблица 7

Фауна чешуекрылых в г. Череповце и д. Шебеньгский погост в июле 2015г.

Условные обозначения: 1 - единично; + редко; ++ мало;

+++ обычно; ++++ много; +++++ массовый лет; - нет

Таблица 8

Фауна чешуекрылых в г. Череповце и д. Владимировка в июне 2014г.

Таблица 9

Фауна чешуекрылых в г. Череповце и д. Владимировка в июне 2015г.

Условные обозначения: 1 - единично; + редко; ++ мало;

+++ обычно; ++++ много; +++++ массовый лет; - нет

Таблица 10

Коэффициент сходства видового состава бабочек на исследуемых участках (по Жаккару)

Примечание: * - сходство за один месяц, по Череповцу - за весь сезон

Рис.27 . Сходство видового разнообразия дневных чешуекрылых на исследуемых территориях (по Жаккару)