VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Исследование видового разнообразия птиц «Детского парка» города Новомосковска как показателя качества окружающей среды
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Птицы являются важным показателем состояния окружающей среды, поскольку при малейших дискомфортных условиях, возникающих в среде обитания способны к беспрепятственному перемещению. Изменения в количестве особей, в числе отдельных видов, в поведении являются дополнительным источником мониторинга экосистемы. Однако в настоящее время полностью отсутствует информация об авиафауне г.Новомосковска. В связи с этим актуальность и новизна текущей работы заключается в том, что в литературе отсутствуют сведения о детальных наблюдениях за поведением птиц и, собственно, не был установлен видовой состав орнитофауны Детского парка. Данный район является заслужено самым зеленым в нашей области: все улицы изобилуют растениями, которые защищают горожан от техногенной нагрузки и химических выбросов в атмосферу, поэтому парки, как уголки, в большей степени исключающие данные виды воздействий на здоровье человека, нуждаются в оптимальной саморегуляции. Принять участие в поддержке постоянства среды могут птицы: они удобряют почву; контролируют численность растений, распространяя плоды и семена (рябиновый подрост, созданный колонией рябинников), численность насекомых (пищухи, поползни) и мелких грызунов (дневные хищники, совы).
Цель настоящего исследования – установить видовой состав весенне-летней авиафауны в Детском парке г. Новомосковска для использования данной информации при мониторинге окружающей среды.
Задачи:
провести серию полевых учетов для выявления видового состава;
провести наблюдения за поведенческими особенностями особей;
зарегистрировать с помощью фотосъемки всех представителей отрядов парка;
составить интерактивную видовую карту.
определить возможность использования отдельных видов в качестве объектов экологического мониторинга.
Сроки проводимого исследования: 12.05.2019 – 31.08.19
Для получения данных, близких к абсолютным, наблюдения проводились с частотой каждые 2-3 дня, использовались сведения, полученные в результате наблюдений за лето 2018 г., настоящие результаты исследования за весну-лето 2019 г., навыки в бёрдвотчинге и фотографии (в работе представлены авторские снимки), материалы которой послужат для составления видовой карты-атласа авиафауны территории.Определение собственно видового состава производилось в сроки с 10 мая по 20 июня в гнездовой период, главным образом по методике картографирования территории, т.к. легче определять птиц на слух и визуально по поющим самцам и считать одного из них уже за пару. Третья декада мая-июль посвящены наблюдению за строительством гнезд, птенцами и слетками.
Пищуха обыкновенная. Июль, 2019 Полевой воробей. Январь, 2020
ГЛАВА I. СБОР ДАННЫХ.
1.1. Анализ исследуемой территории
1-й сектор – окружен антропогенными сооружениями (кафе, киосками, фонтаном и пр.); служит водопоем для синантропных птиц (в основном, сизарей и грачей)
2-й сектор – служит водопоем для мелких и водоплавающих птиц; содержит хорошую кормовую базу (рыбу, ряску, различных беспозвоночных)
3-й сектор – окружен бетонным бассейном, не имеет живности, растительностьскудна; всегда остается нетронутым птицами.
Детский парк г.Новомосковска (до 1961 г. — Сталиногорска) – архитектурно-природный комплекс площадью 27,4 гектаров, представляющий собой современную культурную зону отдыха, расположенный в центре города на пересечении четырех улиц: Куйбышева, Зелёной, Комсомольской и Бережного.С 1953 года парк начал принимать не только отстроивших его трудящихся горожан, но и различных представителей фауны, в частности птиц: «Яркой зеленью вспыхнула и роща, раскинувшаяся у поселка горняков 27-й шахты. Птицы заполнили ее многоголосьем и веселым щебетом, мелодией пробуждения и радости» (из газеты «Сталиногорская правда»).Есть вероятность, что освоила эту новую территорию часть орнитофауны Урванского леса, ранее соседствовавшего с парком. Возможно, переселение было связано с ростом численности птиц в лесу, а, следовательно, и увеличением конкуренции.В южной части парка берет начало ручей реки Дон, визуально разделяющий парк на две половины и образующий пруд, который разделен мостами на три части:
1.2. Анализ фитоценоза
По обеим сторонам водоема высажены в четкие ряды разные растительные сообщества: отдельно лиственницы, отдельно березы, отдельно дубы. Остальные породы смешаны друг с другом. Древесный ярус представлен следующими видами: береза бородавчатая, дуб черешчатый, лиственница обыкновенная, тополь бальзамический, липа мелколистная, осина обыкновенная, ель обыкновенная, сосна обыкновенная, клен остролистный, туя западная, рябина обыкновенная, ива ушастая, ива козья (см. рис.3). Сухостой выражен несколькими сухими деревьями, создающими оптимальные условия для гнездования дятлов. В дубовой роще и лиственницах – колонии дроздов-рябинников, которые обуславливают наличие подроста, выраженного преимущественно рябиной.
Р ис. 2. Карта Детского парка
-
лиственницы - берёзы - дубы - территория пруда
цветными штрихами обозначены границы площадок, на которые разделены лиственничник, дубовая и березовая роща, для тщательных учетов птиц на каждом участке, обозначенные цифрами
На основе анализа древесной растительности парка составлена карта Детского парка г.Новомосковска, необходимая для проведения исследования авиафауны с помощью метода картографирования (см. глава 2.2).
ГЛАВА II. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1.Выбор методики
Избранный нами метод картографирования применяется в гнездовой период при необходимости получить точные (близкие к абсолютным) данные о численности разных видов на конкретном участке территории. Метод позволяет изучать попутно и территориальное поведение птиц, что позволяет осуществить одну из задач настоящего исследования. Недостаток этого метода, выражающийся в трудоёмкости и небольшой величине охватываемой территории, обернулся для нас преимуществом: небольшая площадь Детского парка подошла для применения методики и выявления данных высокой точности о видовом составе и плотности населения птиц.
Для проведения данного исследования существует несколько международно стандартизированных доступных групп методик учета птиц, которые применяются в большинстве стран мира и одобрены Международным комитетом по учётам птиц (Боголюбов, 2002):методики маршрутного учёта( исследование в любой сезон больших площадей за короткие сроки для получения приблизительных данных), методики точечных учётов (при регулярном слежении за изменением численности разных видов, прост в исполнении, на выходе – данные низкой точности о плотности населения птиц), методики картографирования территорий (площадочные учёты).
2.2 Метод картографирования
Техника площадочного учета (Боголюбов, 2002)
Перед началом учетных работ изготавливается схема (карта) учетной площадки– по одной на каждое посещение. Схема должна отражать систему ориентиров (пикетов) на площадке, и его основные физические особенности. Учитывая небольшую площадь территории исследуемого парка, использовался масштаб 1:2000 (в 1 см – 20 метров).Движение начинается с любого угла, зигзагообразно по линиям площадки:сначала в одну сторону, затем назад – по параллельной линии. Учетчик на схеме обозначает в виде кружка место встречи поющего самца и любыми условными знаками пишет видовую принадлежность птицы.Одновременные контакты (более чем с одной особью данного вида)отмечают, соединяя на схеме две регистрации пунктирной линией.Проходя обратно соседней линии площадки, еще раз уточняют месторасположение зарегистрированного ранее самца (если он продолжает петь). Однако очень внимательно следует наблюдать за птицей во время возвратного прохождения, чтобы не отметить дважды одну и ту же особь. Учёт завершают так же на одном из углов площадки.На каждой карте посещения дополнительно стоит отметить название и номер учетной площадки, год, время начала и окончания учета, фамилию наблюдателя, погодные условия.
Для качественных и достоверных наблюдений учетчик должен иметь хорошую базу знаний основ зоопсихологии, уметь визуально определять видовую принадлежность птицы и по их пению, крикам, сигналам и пр., сохранять высокую внимательность при учете в течение 3-5 часов, а в связи с составлением атласа и фото-регистрации каждого вида иметь навык фотографирования живой природы.Рекомендуется проводить учет ранним утром, когда птицы активно ищут корм после голодной ночи. Но это не значит, что в остальные часы наблюдение невозможно. Наоборот, при тщательном исследовании учитывается активность птиц в разное время суток. Так же при серьезных орнитологических наблюдениях ведется подсчет и регистрация встреченных гнезд, птенцов или слетков, что позволяет в полной мере судить о реальной плотности и динамике, пополнении нынешней популяции того или иного вида.
Рис.3Фоторегистрация птиц. Июнь, 2019
ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Изучение видового состава и численности птиц
В ходе исследования на территории Детского парка отмечены 30 видов птиц (гнездится на территории парка 21 вид, прилетают в поисках корма – 9), относящихся к 7 отрядам (см. Приложения):
Рис.4 Процентное содержание видов в отрядах
Воробьинообразные. Зарегистрировано 20 видов из 11 семейств – Врановых, Пищуховых, Синицевых, Дроздовых, Поползневых, Вьюрковых, Трясогузковых, Пеночковых, Мухоловковых, Скворцовых, Воробьиных. Самый многочисленный и многовидовой отряд в парке, что вполне естественно: данный отряд составляет 60% всех птиц мировой фауны.
Голубеобразные. Зарегистрировано 3 вида из семейства голубиные – сизый голубь, вяхирь (род Голуби), кольчатая горлица (род Горлицы). Гнездование в Тульском крае весьма не привычно для горлиц, которые обычно селятся в более благоприятных условиях на юге страны.
Дятлообразные. Зарегистрировано 2 вида из семейства Дятловые – большой пестрый дятел и редкий, занесенный в Красную книгу Тульской области, средний пестрый дятел (соотношение с большим пестрым дятлом в средних широтах примерно 1:100)
Гусеобразные. Зарегистрирован 1 представитель из семейства Утиные – кряква, который стал прилетать на пруд с 2017 года. В 2019 году вид отличился многочисленным выводком из 40 утят.
Ржанкообразные. Зарегистрирован 1 вид из семейства Чайковые - озерная чайка, появляющийся редко на водоёме.
Совообразные.Зарегистрирован 1 вид из семейства Совиные – ушастая сова. Лично зарегистрировать птицу удалось на слух по крикам птенцов.
Стрижеобразные.Зарегистрирован 1 вид из семейства Стрижиные – черный стриж. Стаи черных стрижей кружат над парком, а гнездятся по его окраинам на крышах многоэтажных домов.
Предположительно в состав авиафауны парка включен неизвестный представитель дневных хищных птиц путем неоднократного обнаружения под деревьями ощипанного перьевого покрова большого пестрого дятла и сизого голубя.
Плотность популяции определялась как количество стационарных самцов с учетом обнаружения гнезд. Таким образом, наибольших значений достигла плотность населения зябликов и дроздов-рябинников(16 особей/км2), наименьших – певчий дрозд (1-2 особи/км2), средний пестрый дятел, как самый редкий в рамках наших широт (1-2 особи/км2).
3.2. Возможности использования птиц Детского парка в качестве объектов экологического мониторинга
Птицы – живые биоиндикаторы древесной растительности.При тщательных наблюдениях за авиафауной Детского парка г.Новомосковска с помощь отдельных видов можно говорить о состоянии здоровья данного природного уголка.
Дятлы – ориентированы на питание насекомыми, скрытно живущими в тканях деревьев. Численность и соотношение видов дятлов – информативный показатель здоровья леса. Таким образом, присутствие небольшого количества дятлов на территории парка говорит о некритичном состоянии древесных пород, среди которых имеет место сухостой и больные деревья под угрозой гибели:
Здоровые деревья находится под защитой. В качестве профилактики различных заражений дерева дятлы контролируют численность насекомых-вредителей.
Регулируется размножение ксилофагов.
Продлевается жизненный срок древесных пород.
Создаются благоприятные условия для поселения большего количества других птиц-дуплогнездников.
Хоть и сами дятлы зачастую разоряют чужие гнезда, этот «грех» покрывается бесценной пользой и помощью, которую оказывают «лесные доктора».
Поползни – имеют весомое преимущество перед дятлом и пищухой – высокий уровень адаптации к изменчивым условиям окружающей среды и возможность ловко маневрировать по дереву в любом направлении. Так, птица успешно истребляет большое количество насекомых на древесных поверхностях (их крепкого клюва недостаточно, чтобы вытаскивать вредителей из глубины дерева подобно дятлам) по всему лиственничнику и дубовой роще, поедая дополнительно вредителей осенью под лиственной подстилкой и даже в воздухе (поползни ловят ими же вспугнутых букашек).
Пищухи – шустрые птицы, на ряду с поползнями и дятлами относящиеся к касте древесных санитаров. Имеют длинный изогнутый клюв, с помощью которого добывают насекомых и пауков в трещинах коры, которых не могут достать синицы.
Врановые – синантропные птицы, чья современная экспансия стала неописуемо высока. У них есть возможность быстро адаптироваться в любой урбанизированной среде, т.к. она предполагает всё новые и новые виды кормов. На территории Детского парка врановые встречаются только в березовой роще, рядом с антропогенными сооружениями. В глубине дубовой рощи и лиственничника встречаются редко. Их маленькая численность позволяет судить о нескольких вещах:
Отсутствие пищевых отбросов на территории парка и антисанитарии, а, следовательно, и легкой кормовой базы
Отсутствие намеренного прикорма
Наличие дроздов-рябинников, прогоняющих врановых со своих колониальных территорий, покровительствуя тем самым остальным мелким певчим птицам
Возможное присутствие естественного врага ястреба-тетеревятника
Кряквы – единственные водоплавающие птицы, обитающие на водоеме парка на постоянной основе и способные принести пользу пруду:
Утки – чудесные мелиораторы: поедая плавающую ряску, птицы способствуют очищению водоема и увеличению прозрачности воды.
Утки способны регулировать численность рыб в пруду: они не являются врагами и конкурентами рыб, кроме сорных, которых птицы иногда поедают (в рацион уток входят головастики, мелкие лягушки и их икра, ослабленные мальки, водная растительность). Так, утки способствуют повышению темпов роста остальных рыб, т.к. уничтожаются их конкуренты в питании.
Служащий пищей для рыб фито- и зоопланктон усваивает микроэлементы и богатые азотом, фосфором, калием соединения, которые содержатся в утином помете – ценном органическом удобрении для водоема
В целом птицы обеспечивают древесной флоре Детского парка шансы на самовосстановление путем распространения семян по территории парка и внедрение новых видов растений. К примеру, благодаря дроздам-рябинникам в дубовой роще и лиственничнике образовался рябиновый подрост (данная древесная порода не высаживалась человеком в парке, а занесена с территорий, примыкающих к данному природному уголку).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Полученные данные позволили сделать следующие выводы:
Установили, что плотность населения дятлов в парке свидетельствует о некритичном состоянии деревьев.
Высокая численность пищух, поползней и присутствие дятлов позволяет условно прогнозировать положительное будущее деревьев.
Выявили наличие сухостоя и больных деревьев одинакового возраста, что может быть вызвано химическим воздействием на флору промышленного города.
Установлена низкая численность врановых, которая связана с постоянным поддержанием чистоты на территории парка.
Для более тщательного анализа весенне-летней орнитофауны Детского парка требуется проводить мониторинг изменения численности особей в области видов и числа самих видов. Это позволит точнее спрогнозировать шансы фитоценоза на восстановление и использовать птиц для повышения продуктивности древостоя и дальнейшей возможности индикации городского ландшафта. Кроме того, птицы могут послужить хорошим объектом для экологического воспитания подрастающего поколения.
Необходимые условия для поддержания экологического равновесия в экосистеме «Детский парк»:
Учитывая факт того, что утки появились сравнительно недавно на водоеме Детского парка, можно условно прогнозировать его процветание и увеличение естественной продуктивности рыб.
При условии постоянного поддержания чистоты на территории парка мы лишаем врановых птиц легкодоступной пищи и условно исключаем рост численности врановых птиц.
В результате исследований на базе фотокарточек составлена интерактивная видовая карта авиафауны Детского парка г.Новомосковска, которая будет комфортна в использовании каждому человеку. Для удобства птицы распределены сначала по отрядам, потом по семействам. Необходимо выбрать интересующую информацию в порядке: отряд → семейство → вид (при желании можно вернуться к списку отрядов/семейств, нажав специальную клавишу). При режиме просмотра срабатывает анимация: поочередно высвечивается картинка вида со значком.
Рис.43Фрагмент интерактивной карты «Птицы Детского парка»
В ближайшей перспективе планируется издать карту-атлас орнитофауны с авторским описанием особенностей поведения и жизнедеятельности каждого вида, написанную доступным художественным стилем с чертой научно-популярных статей для распространения среди масс, не знакомых с научными терминами и понятиями.
ВЫДЕРЖКИ ИЗ СТАТЕЙ
«Дубовая роща в Детском парке приютила одну желтобровую птицу, которая и отличается именно этой чертой от других представителей рода Пеночки. Ровный древесный полог, затененное пространство и влага – всё это идеально подходит для жизнедеятельности в парке пеночки-трещотки. В мае посчастливилось стать свидетелем токования самца, трель которого ни с чьей песней нельзя перепутать. Во время данного «ритуала» в начале брачного периода сложно было сфотографировать птицу, т.к. это действо сопровождается быстрыми перелетами с одного дерева на другое, прерываясь лишь на звонкую песню. В токовом полете самец стремится «очертить» территорию гнездования, что требует наличия не густо посаженных деревьев и нижних веточек на кроне.
Желтобровка»
Далее самка приступает к сбору материала для гнезда: тонких стеблей сухих растений и небольшого количества мха. Птицы располагают его на земле около ствола дерева и строят немного шарообразным шалашиком, используя подстилку из волоса и шерсти, в котором частыми гостями являются муравьи.
В конце июня зарегистрирован слёток трещотки вместе с его родителем. Взрослые особи еще долго заботятся о своих малышах и стараются кормить мягкими мелкими насекомыми: комарами, гусеницами, мухами, бабочками.
В августе ни одна особь не была замечена, т.к. в это время начинается осенний перелет трещотки до начала сентября.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Полевая экология: ее место и роль в экологическом образовании школьников (в России и за рубежом). А.С.Боголюбов. Сайт экологического Центра "Экосистема", 2002
«Жизнь и поведение птиц: записки натуралиста» - Вишневский В., 2018