3.11. Мониторинг популяций

Для выявления статуса конкретного редкого вида производится инвентаризация его численности в природе и осуществляется контроль за ее изменением во времени. С помощью регулярно проводимой переписи популяции можно определить изменения, происходящие в ней с течением времени [Schemske еt al ., 1994; Primack, 1998]. Данные долгосрочной переписи позволяют выявить тенденции к увеличению или снижению численности, вычленить изменения, связанные с антропогенным воздействием, или кратковременные флуктуации, обусловленные погодными колебаниями или другими природными явлениями. Мониторинг эффективен для обнаружения реакции популяции на изменения в окружающей среде. Например, с помощью мониторинга было показано, что уменьшение числа видов орхидей было связано с интенсивным стравливанием скотом их местообитаний. Мониторинг особенно чувствительных видов, например бабочек, используемых как индикаторные виды, позволяет судить о долговременной стабильности экологических сообществ.

Полевые исследования. Естественная история видов изучается путем кропотливых наблюдений в полевых условиях. Они, как правило, совершенно необходимы, поскольку в мире изучен лишь крошечный процент видов, тем более что экология многих видов меняется от места к месту. Определить охранный статус вида и его взаимоотношения с биологической и физической средой можно только в поле.

За последние десятилетия мониторинговые исследования значительно расширились, поскольку правительственные структуры и природоохранные организации стали обращать больше внимания на защиту редких и исчезающих видов [Goldsmith, 1991]. Существует несколько подходов к мониторингу видов. Инвентаризация – это простой подсчет количества особей в популяции. Повторяя инвентаризацию через определенные отрезки времени, можно определить: стабильна ли популяция или же ее численность увеличивается или уменьшается. Инвентаризация – недорогой и прямой метод. Он может дать ответ на следующие вопросы: сколько особей на сегодня составляют популяцию? Сохранялась ли численность популяции стабильной за весь период проведения переписей? Переписи, проводимые на большой площади, могут помочь определить ареал вида и области его локальной высокой численности. Примером такого подхода является перепись гавайского тюленя-монаха (Monachus schauinslandi), зафиксировавшая спад от 100 взрослых особей в 1950-х годах до менее 14-и в конце 1960-х [рис. 3.5; Gerrodette, Gilmartin, 1990].

Рис. 3.5. Инвентаризация популяции гавайских тюленей на Зеленом острове (Green Island) и острове Терн (Tеrn Island) показала, что величина популяции начала резко уменьшаться после открытия береговой станции охраны. График размера популяции строился исходя или из одного подсчета, или среднего значения нескольких подсчетов или максимума нескольких подсчетов [по Gerrodette, Gilmartin. 1990].

Число детенышей за этот период тоже снизилось. На основании этих тенденций в 1976 году Актом США по исчезающим видам гавайский тюлень-монах был объявлен исчезающим видом и на острове Терн, где также выявилась эта тенденция, были приняты меры по его сохранению, которые вновь привели к росту численности [Ackerman, 1992]. При обследовании популяций для определения плотности распределения вида в сообществе используется метод повторного отбора проб. Область разделяется на отдельные сегменты и в каждом сегменте подсчитывается число особей. Затем эти подсчеты усредняют для оценки численности популяции в данный момент времени. Такие подходы применяются для очень больших популяций или крупных ареалов. Они особенно ценны, когда какая-то стадия жизненного цикла вида незаметна, очень мала или скрыта, например семена и стадии прорастания многих растений или личиночная стадия водных беспозвоночных.

Демографические исследования заключаются в наблюдении за выбранными особями в популяции с целью определения темпов их роста, репродукции и выживаемости. В такое исследование следует включать особей всех возрастов и размеров. Наблюдать можно и за всей популяцией или же за ее представительной частью. При полном популяционном исследовании подсчитываются все особи, определяется их пол, по возможности возраст, измеряются размеры и метятся все экземпляры для их идентификации в будущем. Места, где их нашли, наносятся на карту. Иногда еще отбирают образцы тканей для генетического анализа. Методы проведения популяционных исследований варьируют в зависимости от характеристик вида и цели исследования. В каждой группе организмов для мечения и долгосрочных наблюдений применяется свой метод: орнитологи окольцовывают лапки птиц, маммологи прикрепляют бирки к ушам животных, ботаники прикрепляют на деревья алюминиевые ярлычки [Goldsmith, 1991]. Информацию, полученную демографическими исследованиями, можно использовать для подсчетов темпов популяционного изменения и выявления уязвимых стадий жизненного цикла [Tuljapurkar, Caswell, 1997].

Демографические исследования дают информацию о возрастной структуре популяции. В стабильной популяции возрастное распределение обычно характеризуется определенным численным соотношением детенышей, молодых, взрослых и старых особей. Отсутствие или малочисленность любой из возрастных групп, особенно молодняка, может означать, что популяция находится под угрозой упадка. Напротив, большое число детёнышей и молодых взрослых особей может свидетельствовать о том, что популяция стабильна или даже расширяется. Для того чтобы отличить кратковременные колебания состава от долговременных тенденций, требуется внимательный анализ данных за длительное время. Демографические исследования могут выявить и пространственные характеристики вида, которые очень важны для поддержания жизнеспособности отдельных популяций. Число популяций вида, обмен между популяциями и стабильность популяций в пространстве и времени – все это важные факторы, особенно для видов, которые образуют группы временных или колеблющихся популяций, связанных взаимными миграциями. Это так называемые метапопуляции (см. ниже).

Мониторинговые исследования играют все возрастающую роль в биологии сохранения. В странах умеренного климата, в частности Великобритании, мониторинг уже имеет долгую историю [Goldsmith, 1991]. В Северной Америке за последние 30 лет Службой разведения птиц (Breeding Bird Survey) определена численность птиц примерно в 1000 местах, и эту информацию сейчас используют для определения стабильности во времени популяций перелетных певчих птиц [James еt al., 1996]. В соответствии с некоторыми наиболее тщательно разработанными мониторинговыми проектами для наблюдения за изменением видов и сообществ во времени, в тропических лесах выделили постоянные площади. Например, на острове Барро Колорадо в Панаме она составила 50 га [Condit еt al., 1992]. Проведенные здесь исследования показали, что многие виды тропических деревьев и птиц более динамичны в своей численности, чем это считалось раньше [Laurance, Bierregaard, 1997], поэтому предлагается пересмотреть оценки МЖП в сторону их увеличения