Изучение миграций птиц
Историю изучения перелетов птиц принято начинать с трудов Аристотеля. Великий греческий естествоиспытатель и философ, заложивший в IV в. до н.э. начала многих наук, не обошел своим вниманием и миграции птиц. Читая его «Историю животных», убеждаешься, как много для своего времени он знал о птичьих перелетах.
Аристотель объяснял перелеты птиц стремлением избежать холодных зим и считал, что существуют особые теплые местности, где птицы зимуют. Он знал о том, что разные виды летят (во всяком случае – появляются весной) в разное время, что осенью птицы более упитанны, чем весной, и многое другое.
Но когда мы говорим, что история изучения миграций птиц начинается с Аристотеля, то, оговариваемся, что имеем в виду известный нам период истории. Птичьи перелеты – явление, знакомое любому человеку, мало-мальски общающемуся с природой. И, конечно, их наблюдали и охотники, и рыбаки, и земледельцы задолго до Аристотеля. Наблюдали и интересовались, и, вероятно, собрали определенный запас знаний. Но, увы, о предшественниках Аристотеля мы не знаем ничего.
Аристотель так много написал о перелетах, что его преемнику – римскому философу Плинию, жившему 400 лет спустя, ничего не оставалось, как повторить его сведения в своей «Истории природы», лишь немного дополнив их.
Личность Фридриха II – императора из дома Гогенштауфенов, уникальна для средневековой науки. Он был и воином, и поэтом, и охотником, и естествоиспытателем, наблюдательным ученым, знатоком соколиной охоты и птиц вообще. Его замечательная книга, увидевшая свет в 1247 г., – существенный шаг вперед в изучении птичьих перелетов, тем более ценный, что написана она исключительно на основе личных наблюдений. Фридрих II заложил основы некоторых современных представлений о миграциях птиц. Так, он четко различал места линьки и предотлетных скоплений, связывал сроки отлета у разных видов с погодными условиями, впервые отделил перелеты от кочевок – как терминологически, так и по существу. Большое внимание в книге уделено форме мигрирующих стай, порядку расположения летящих птиц.
Петлеобразный путь гагары
В замечательном шведском естествоиспытателе Карле Линнее мы привыкли видеть выдающегося систематика, с удивительной прозорливостью «разложившего по полочкам» различных представителей растительного и животного мира. Но важный вклад Линней внес и в изучение перелетов. В середине XVIII в. он создал особый авифенологический метод их изучения: ряд наблюдателей в разных частях страны строго фиксировали появление перелетных птиц весной и их отлет осенью.
Вплоть до конца XIX в. этот метод, гениальный по своей простоте, был единственным способом направленного изучения перелетов. Не утратил он своего значения и в наши дни. Широкая сеть наблюдателей, работающих под руководством ученых, занимается фенологией птичьих перелетов и сопутствующих им явлений природы. Эти наблюдения дали большой фактический материал, на основе которого были созданы интересные и оригинальные гипотезы.
Среди ученых конца XVIII – начала XIX в. мы должны упомянуть еще несколько имен. Тонкий наблюдатель И.Науман различал оседлых, кочующих и перелетных птиц, отмечал влияние погоды, пищи и географических условий, специально занимался изучением направленности миграций. Немецкий орнитолог X.Брэм, отец знаменитого путешественника, которого мы знаем по многотомной «Жизни животных», особо интересовался пролетными путями птиц, ночными и дневными перелетами, отмечал различия в миграционном поведении старых и молодых птиц, пытался объяснить причины осеннего перелета.
Большой вклад в изучение миграций в эти годы внесли русский ученый К.Кесслер, занимавшийся изучением перелетов на юге России, швед К.Экстрем, исландец Ф.Фабер и другие орнитологи.
Во второй половине XIX в. было выдвинуто особенно много интересных гипотез и предположений, касающихся характера и причин перелетов и существования пролетных путей. К этому времени ученые располагали довольно большим фактическим материалом и эти гипотезы уже не были чисто умозрительными. Некоторые из них в дальнейшем подтвердились.
Ученые дискутировали о том, как летят птицы – широким фронтом или «узкими ручейками» по пролетным путям; когда и как возникли миграции? Отражают ли они исторические причины, повторяя условия далеких эпох или их вызывают причины сегодняшнего дня; как, птицы ориентируются при дальних перелетах. Заметим, что ответы на некоторые из этих вопросов ученые не могли дать и позднее – в XX в., не можем мы ответить на них и сегодня.
Русский ученый-академик А.Миддендорф, автор замечательной книги «Изопиптезы России» (изопиптезами он называл линии, соединяющие точки одновременного весеннего прилета), широко использовал метод фенологических наблюдений. Он дал подробную картину весеннего прилета, обнаружив некоторую связь между направленностью перелета и магнитными силовыми линиями. Так родилась магнитная гипотеза ориентации, согласно которой птицы обладают чувством северного магнитного полюса.
Финн А.Пальмен написал специальный труд «О пролетных путях птиц» (1876), в котором охарактеризовал пролетные пути 19 северных видов птиц, приуроченные у водоплавающих преимущественно к берегам материков и руслам больших рек. Пальмен полагал, что птицы на пролете пользуются когда-то найденными дорогами и не меняют их.
Главный же оппонент теории пролетных путей Э.Гомейер считал, что пролет птиц идет широким фронтом. Как и сторонники пролетных путей, он располагал большим фактическим материалом, почерпнутым из личных наблюдений, и его доводы также не были умозрительными. Ученые, которые занимались изучением перелетов птиц в те годы, присоединялись либо к одному, либо к другому лагерю. Каждый из них приводил конкретные данные, и каждый считал себя правым.
Только значительно позднее, к середине XX в., стало ясно, что однозначного ответа на этот вопрос быть не может. Все зависит от условий местности, от окружающего ландшафта и других факторов. Отказ от рассмотрения миграций, как жестко фиксированной схемы, способствовал появлению новых взглядов на пролетные пути птиц.
На рубеже XIX и XX вв. был изобретен метод, который произвел революцию в изучении миграций птиц, – метод кольцевания. Скромный учитель гимназии в датском городе Виборге X.Мортенсен (1856–1921) в 1890 г. впервые окольцевал скворцов пластиночками из цинка. С 1899 г. он уже использовал кольца из легкого металла, надевая их на ноги аистам, уткам, различным морским птицам. Кроме порядкового номера, на каждом кольце был выбит адрес Мортенсена. И 1899 г. официально признан годом начала кольцевания птиц, а Мортенсен – изобретателем этого метода.
Однако, если быть строгим историком, следует упомянуть, что попытки кольцевать и метить птиц предпринимались задолго до этого. В Средневековье кольцами и пластинками метили пойманных на охоте цапель, прежде чем выпустить их на волю. Орнитолог середины XIX в. X.Фриш привязывал ласточкам на лапки красные нити. За сто лет до него это делал итальянец Л.Спаланцани. В России в Асканиа Нова пытались метить журавлей, в Голландии – уток и гусей, надевая им кольца на шею.
К концу XIX в. необходимость метить перелетных птиц настолько назрела, что идея кольцевания буквально висела в воздухе. И первый, кто это понял, – датчанин X.Мортенсен – снискал себе все лавры первооткрывателя. Конечно, это нисколько не умаляет его заслугу, но о том, что у него были предшественники, забывать не стоит.
Последующая история кольцевания напоминает цепную реакцию, так быстро распространяется новый метод, завоевывая умы и сердца орнитологов. На местах массового пролета создавались специальные орнитологические станции, которые занимались отловом и кольцеванием птиц.
Первая такая станция – Росситтенская – была создана в 1901 г. известным немецким ученым Иоганом Тинеманом (1863–1938) на Куршской косе Балтийского моря. Над узкой косой, ширина которой в самом узком месте достигает полкилометра, пролетают до 500 тыс. птиц, которые осенью стекаются сюда с обширных территорий от Балтики до Сибири. С 1956 г. на косе работает Биологическая станция Академии наук, созданная на месте бывшего Росситтена, проводящая массовое кольцевание птиц, отлавливаемых с помощью гигантских ловушек, устанавливаемых на пути мигрирующих стай.
В 1909 г. на утесе из песчаника площадью около 0,5 км 2 , круто поднимающемся вблизи германского побережья Северного моря, орнитологом Г.Вейгольдом была создана Гельголандская станция. Как и Росситтен, эта станция имела возможность отлавливать и кольцевать огромное количество пролетающих птиц: утес служил местом их отдыха. Свет Гельголандского маяка привлекал птиц, летящих ночью, что позволяло изучать и ночные миграции.
Объемы кольцевания быстро возрастали. Перед Первой мировой войной Гельголанд и Росситтен кольцевали по 200 тыс. птиц в год. В работу по кольцеванию включились американские орнитологи (Смитсоновский институт), Венгерский орнитологический центр, Швейцария, Швеция, Чехословакия.
В 1930 г. существовало уже около 30 центров кольцевания птиц почти в 20 странах Европы, Азии и Северной Америки. К концу 1930-х гг. в мире было окольцовано свыше миллиона птиц (правда, сейчас такое количество способны окольцевать в год орнитологи одной страны).
На территории нашей страны кольцевание птиц начало развиваться с начала XX в. В 1907–1912 гг. свыше 1000 птиц окольцевал латвийский орнитолог Г.Лоудон, в 1910 г. Ф.Штолль начал кольцевать птиц на Кихельконнаской орнитологической станции (западное побережье острова Сааремаа). С 1913 г. кольцеванием птиц стали заниматься члены Русского орнитологического комитета (Москва). В эти же годы приступили к кольцеванию сотрудники и студенты Лесного института в Петербурге под руководством А.Силантьева – позднее Г.Доппельмаира. Русский орнитологический комитет и Лесной институт метили птиц своими кольцами, имеющими соответствующую надпись.
В 1924 г. биостанция юных натуралистов (БЮН) в Москве под руководством Н.Дергунова начала кольцевать птиц собственными кольцами. Первый алюминий для колец был получен при содействии Н.К. Крупской. Инициативу подхватили орнитологи и научные учреждения. С 1926 г. в работу включился Астраханский заповедник, в 1935 г. было создано Центральное бюро кольцевания, которое возглавлял В.Вучетич.
В 1946 г. Зоологический институт Академии наук СССР организовал первое совещание по миграциям птиц и кольцеванию.
В 1954 г. заповедники и другие учреждения окольцевали более 100 тыс. птиц примерно 400 видов. Усилиями Г.Дементьева, В.Теплова, А.Михеева, В.Рябова, Э.Кумари, Т.Шеваревой, Д.Белопольского, позднее В.Дольника, Г.Михельсона, Э.Гаврилова и других наших орнитологов объем кольцевания возрос до 300–400 тыс. птиц в год. К юбилейной дате – пятидесятилетию кольцевания птиц в СССР, которую советские орнитологи отметили проведением Всесоюзной конференции по миграциям (Москва, 2–5 июня 1975 г.), число окольцованных птиц достигло 3,5 млн, а число возвратившихся колец – 50 тыс. Советские орнитологи приступили к обработке этих данных и написанию многотомной сводки, подводящей итоги всей проведенной в нашей стране работе по кольцеванию птиц.
К 1950 г. США и Канада окольцевали в общей сложности 6 млн птиц, – там кольцеванием занимался штат в 1000 человек вместе с орнитологами-любителями. Примерно таким же количеством метчиков-кольцевателей располагали Гельголанд и Росситтен. В настоящее время в мире ежегодно кольцуется около 4 млн птиц, и этой работой занято, по приблизительным подсчетам, 5000 человек.
Журавли в пролете
Общий прогресс науки и техники в послевоенные годы отразился на методах кольцевания птиц. Орнитологи получили в свое распоряжение и стали успешно применять легкие прочные сплавы, кольца из которых меньше изнашиваются под действием соленой воды и дольше сохраняются. Резко возросшие объемы данных кольцевания потребовали использования вычислительной техники для автоматизированной обработки. Для отлова птиц наряду с гигантскими сетями-ловушками стали использовать легкие паутинные сети, а также летающие сети, набрасываемые на отдыхающих или кормящихся птиц с помощью ракет или пороховых снарядов. Кроме ножных колец стали метить шейными кольцами с большими, заметными издали цифрами, – в сильную подзорную трубу такие цифры можно различить за полкилометра.
Научно-технический прогресс затронул и другие методы изучения миграций. Интересы авиации, медицины, охотничьего, сельского и лесного хозяйства, бионики требовали не только фундаментального изучения птичьих перелетов, но и проведения специальных прикладных исследований. Традиционный визуальный метод, успешно применявшийся с XIX в., дополнился использованием радиолокационной техники, позволяющей наблюдать миграции птиц в облачную погоду и ночью. Для прослеживания помеченных птиц стали использовать самолеты и радиопередатчики. Бурными темпами развивается экологическая физиология миграций (изучение физиологии организма мигрирующих птиц). В развитие этого направления большой вклад внесли советские орнитологи, работающие на Биологической станции Академии наук СССР в Рыбачьем (бывший Росситтен). Миграционную ориентацию стали изучать в специальных экспериментах, используя планетарий, круглые клетки и другие методы. Тем самым гипотезы ориентации, еще недавно носившие чисто умозрительный характер, получили возможность объективной проверки.
Источник
Способ изучения миграции птиц
Россия,
660041 г. Красноярск,
Свободный 79
офис 44-19
тел. (391)246-98-88,
сот. 8 913 192 25 66
Zom2006@list.ru
Rangifer@mail.ru
Изучение миграций птиц проводили на основе ранее разработанного методического комплекса [113], в который по мере технической оснащенности исследований вносились соответствующие коррективы. Комплекс включает 11 основных методик: визуально-оптические (дневные) и акустико-оптические (ночные) наблюдения, отлов птиц и прижизненный анализ, коллектирование модельных видов, аэровизуальные, автомобильные (лодочные) и пешие маршрутные учеты, подсчет птиц в местах концентрации, регистрацию транзитнолетящих стай птиц, а также машинную обработку и анализ данных. Поскольку методический комплекс мы неоднократно обсуждали в печати, остановимся лишь на некоторых наиболее важных его элементах.
Визуально- и акустико-оптические наблюдения. При изучении дневной миграции за основу были взяты модифицированные нами методики наблюдений Э.И. Гаврилова [18], М.Н. Яблонкевича, Д.Ф. Люлеевой [168], что позволило регистрировать пролет птиц во всем диапазоне высот. Оптические наблюдения проводили с использованием биноклей с 7-8- и 20-30 — кратным увеличением, но в отличие от уже упомянутой методики их устанавливали не вертикально, а под углами 20-30′, что потребовало внесения в программу расчетов дополнительного алгоритма, но за счет увеличения площади (эллипса) обзора сделало процесс наблюдения более результативным. Была изменена и общая конфигурация режима наблюдений: учеты проводили ежедневно в режиме 120-минутных сеансов (по 30 минут в час каждым методом) с интервалами по 2 ч.
При визуальных наблюдениях ширина учетной полосы, как и в стандартной методике зависела от дальности обнаружения птиц, в связи с чем их разграничивали и по высотам: птиц крупных размеров отмечали до 1000 м, средних — до 200 м, мелких — до 50 м. При оптических наблюдениях регистрировали всех пролетающих птиц. Направление полета каждой птицы или стаи отмечали в градусах в соответствии с магнитными азимутами, а во время оп-тических наблюдений — по мнимым часовым точкам.
Птицы, мигрирующие компактными группами (например, гуси, утки, некоторые кулики), в диапазоне высот до 1000 м сравнительно редко попадают в поле зрения бинокля, что приводит к их недоучету. Метод визуальных наблюдений в этом случае несомненно информативнее. На высотах 1000 м и более, напротив, возможности визуального обнаружения птиц (даже крупных размеров) ограничены, тогда как эффективность оптических наблюдений за счет увеличения площади учета возрастает. Сочетание методов позволяет использовать преимущества как визуальных, так и оптических наблюдений. В большинстве районов работ для регистрации дневного пролета оказалось достаточным использование биноклей с 7-10- кратным увеличением. Бинокли с большей кратностью, но при этом с меньшими углами зрения, мы использовали лишь в качестве выборочного контроля сверхвысотной миграции.
Оптические ночные наблюдения проводили в соответствии с достаточно разработанным вариантом «лунного» метода [12]. Первоначально использовали телескопы с 40-кратным увеличением, а в последующем — 30-кратные бинокли, что несколько упростило определение птиц по силуэтам. Акустический метод, или метод учета голосов пролетающих птиц, проводили синхронно с лунными наблюдениями. Для записи голосов использовали направленные вариомикрофоны типа ECM-HS1, устанавливаемые на цифровые видеокамеры. В остальном техника лунных оптических наблюдений соответствовала общепринятой методике.
В большинстве случаев визуально-оптические наблюдения сопровождались отловом мигрантов стационарными ловушками или паутинными сетями, маршрутными учетами и регистрацией появления птиц в местах скоплений, что в значительной степени помогало выяснению состава групп и относительного обилия отдельных видов. В качестве дополнительного контроля состава ночных мигрантов проводили слежение за перемещениями птиц в предрассветные часы, а в случаях посадки идентифицировали их при помощи бинокля.
Отлов и мечение птиц.
Для отлова птиц в стационарных условиях при выполнении комплексных исследований применяли переносные ловушки 2-3 типов и паутинные ставные сети (25-40 шт.). Две ловушки (большую переносную и «ласточку») использовали как основные и одну как дополнительную отлов ею проводили на ночевках воробьиных. Преимущества разработанных конструкций ловушек состояли прежде всего в том, что практически не уступая по уловистости стационарным (Рыбачинским, Казахстанским), они значительно меньше по размерам, а оригинальный раскрой дели позволял устанавливать их без изготовления жесткого каркаса [114].
Для получения количественных характеристик расчета набора паутинных сетей исходили из уловистости птиц. Поскольку, например, куликов крупных размеров отлавливали в 4-4,6 раза реже, суммарную площадь крупноячеистых сетей «дараданов» пропорционально увеличивали (табл. 1). При обследовании живых птиц пользовались методическими разработками В.Р. Дольника [32], Н.В. Виноградовой и др. [15].
Машинная обработка данных. Основная схема первичных расчетов, выполняемая при машинной обработке данных, приведена в табл. 2. Высоту полета птиц рассчитывали по формулам, беря отношение их размеров к шкале линейки, устанавливаемой в окуляре бинокля при дневных наблюдениях, и видимого размера силуэта к диаметру кратера «Платон»* — при ночных [12; 113].
Математические основы определения направлений и формулы для расчетов приведены в ряде публикации [175; 181; 182; 186], нами использована формула С. Ренса. Расчет ориентации тела проводили лишь в тех случаях, когда при наблюдениях удавалось её установить. Оценку направления ночного пролета проводили при углах возвышения луны над горизонтом более 14° [180]. При расчете плотности пролета важна ширина учетной полосы, которая при оптических наблюдениях является переменной и зависит от расстояния до птицы, направления ее полета и угла наклона оптического прибора. В применяемых некоторыми исследователями способах это требование не соблюдалось, а высотное распределение учиты-валось условно [175; 179; 180; 183]. Как и в методике К.В. Большакова 9, используемые нами расчеты оценки численности, нивелирует все пространственные и временные ограничения метода.
Источник
