Теория дифференциации этологической реакции и

УДК 591.525
П.П. НАУМОВ, академик МАН ВШ, д.б.н., проф., Иркутск
ТЕОРИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ЭТОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ
И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ АДАПТАЦИИ ДИКИХ ЖИВОТНЫХ
ПРИ АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
Теория обосновывает закономерности дифференциации этологической
реакции и пространственной адаптации диких животных при антропогенном
влиянии в среде обитания с разделением их на три адаптивные группы и формированием четырех зон воздействий с математическим описанием их проявления.
При изучении влияния антропогенных воздействий при промышленном освоении таежных территорий на диких животных и среду их обитания мы столкнулись с рядом серьезных проблем как методологического, так и методического характера. Ни в отечественной,
ни в зарубежной литературе не было найдено ответов на решение
большей части сформулированных задач. Это потребовало теоретического обоснования решаемых проблем и разработки качественно новых подходов к проведению исследований, методов сбора и обработки
информации, анализа и оценки изучаемых явлений.
Идеальным полигоном для постановки таких экспериментов и
проведения исследований явилась зона строительства и промышленного освоения Западного участка Байкало-Амурской Магистрали
(БАМ) на территории Иркутской области и сопредельных регионах,
где нами с 1972 г. нами проводились исследования. В основу методологической концепции проведения работ была заложена идея покомпонентной дифференциации динамики природных и антропогенных
структур с использованием биологических индикаторов и интеграцией
аналитической информации в логические и математические структуры
с последующим ее обобщением в целостную теорию познания. Иными
словами, мы шли от простого, к сложному, от практики, к теории.
При строительстве магистрали и промышленном освоении зоны
БАМ интенсивность вторжения в природные таежные комплексы была настолько велика и разнообразна, что здесь потребовались совершенно иные биологические индикаторы, нежели беспозвоночные животные или растения. В соответствии с поставленными задачами нами
были определены требования к экологическим и этологическим свойствам биологических индикаторов, которые сформулированы следующим образом: 1. Они должны быстро реагировать на антропогенные
и техногенные воздействия в среде обитания; 2. Легко распознавать1
ся в природе; 3. В относительно короткий временной интервал перестраивать основные экологические параметры популяций.
Для этих целей нами впервые в научной практике в качестве
биологических индикаторов и элементарных единиц мониторинга использовались охотничьи животные, реакция которых на деятельность
человека в природных комплексах полностью отвечала сформулированным выше требованиям.
Исследования вдоль лесовозных дорог и трассы БАМ показали,
что уже к середине 70-х г. четко обозначилась адаптивная дифференциация этологической реакции охотничьих животных на техногенные воздействия в среде обитания, выражавшаяся в значительном изменении плотности их населения на различном удалении от трансформированных угодий. Одни виды сразу отходили на определенные
расстояния и практически не возвращались для постоянного обитания
в измененные угодья (соболь, северный олень); другие - увеличивали
численность в непосредственной близости от просек и дорог (горностай, заяц-беляк и др.); третьи (лось, росомаха и др.) - лишь на первых
этапах интенсивных антропогенных воздействий покидали свойственные угодья, а затем, по мере снижения уровня антропогенных воздействий, подходили обратно и приспосабливались к изменившимся условиям. Эти положения легли в основу сформулированных аксиом, разработанной нами теории Дифференциации:
Первая аксиома – все виды диких животных по этологической
реакции на антропогенные воздействия в среде обитания делятся
на три адаптивные группы: 1-я группа - виды с отрицательной реакцией; 2-я группа - виды с адаптивной (приспособительной) реакцией;
3-я группа - виды с положительной реакцией.
Установлено, что такое поведение животных связано с их видовой, эволюционно закрепленной, «экологической пластичностью»,
выражающейся в ответной реакции на меняющиеся условия среды
обитания и антропогенные воздействия (Реймерс, 1990; Наумов, 2003).
Вторая аксиома - пространственная структура распределения диких животных вдоль трансформированных участков среды
обитания, вследствие ответной реакции на изменения, формирует четыре зоны антропогенных воздействий:
Зона непосредственного антропогенного воздействия - H1 – просека, дорога, где частично или полностью деградирована среда обитания животных. Ее ширина определяются размерами открытого пространства просеки - h: H1 = h.
Зона прямого антропогенного воздействия – H2 располагается по
обе стороны просек или дорог в пределах прямой видимости живот2
ных с дороги, влияния шумовых и других отрицательных факторов.
Параметры ее ширины определяются по формуле:
H2 = [(P1 +K1) ×А2] 2 × Ln h × 0,5In / (K2 + √ U);
где P1 - плотность населения вида; K1, K2 – видовые коэффициенты
реагирования; А2 - бонитет угодья в зоне; Ln - натуральный логарифм;
h – ширина просеки; U – угол склона, прилегающий к просеке, дороге;
In – интенсивность движения механизмов, людей по дороге в сутки.
Зона переходного антропогенного воздействия - H3 примыкает к
предыдущей зоне. Ее ширина определяются по формуле:
H3 = Ln (P2 + K3) × √ 6 - А3 × Ln H2 ,
где Ln - логарифм натурального числа; Р2 – плотность населения вида
в данной зоне; К3 – видовой коэффициент реагирования; А3 - бонитет
угодья вида в зоне; Н2 - ширина зоны прямого антропогенного воздействия.
Проявление этой зоны связано со значительным снижением численности животных за счет интенсивного охотпромысла, а также отрицательного воздействия на них в летне-осеннее время сборщиков
дикорастущей продукции, рыбаков, туристов. Это вызывает образование «экологического вакуума» (Шварц, 1969, Наумов, 1989, 1999,
2001, 2003, 2008), который на следующий год заселяется, в основном,
молодыми особями.
Зона косвенного антропогенного воздействия. Угодья, примыкающие к участкам образования «экологического вакуума», отнесены
к зоне косвенного антропогенного воздействия. Наблюдающееся здесь
снижение количественных показателей (в основном животных первой
группы) объясняется постоянным и значительным сокращением их
численности населения в предыдущих зонах. Математическое описание проявления этой зоны нами пока не сформулировано. Зная ширину и длину участков деградированных угодий, можно вычислить их
площади и количественные показатели уничтоженных или покинувших эти угодья животных, а по ним, ущерб.
Таким образом, разработанная теория меняет сложившиеся представления об истинных масштабах и механизме антропогенных воздействий на диких животных, вносит определенный вклад в развитие
экологической науки и диктует выработку новых подходов к экологической оценке воздействия человека на природную среду и разработку
стратегии рационального природопользования. Аксиомы теории могут быть применимы к другим видам животных и растений. Аналогов
таких исследований нет.
3
Целевая направленность теории реализуется практическим использованием результатов работ в научно-производственной и природоохранной деятельности, предназначенных для:
1. Выработки стратегии рационального природопользования,
устойчивого развития регионов, сохранения ландшафтного и биологического разнообразия; 2. Проведения эколого-экономической инвентаризации ресурсов, комплексного мониторинга, экологической экспертизы проектов, анализа эколого-экономических ситуаций, принятия
решений по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды; 3. Оценки ресурсного потенциала, исчисления
эколого-экономических размеров ущерба и компенсационных выплат
за уничтожение диких животных и деградацию среды их обитания; 4.
Подготовки специалистов биологического и технологического профиля в области природопользования, выполнения работ по лесо-и охотустройству предприятий и других хозяйствующих субъектов природопользования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Наумов П. П. Экологический мониторинг ресурсов охотничьепромысловых животных в зоне Байкало-Амурской Магистрали. Автореф. дис.
на соиск. уч. степени д.б.н. - Иркутск. 1999. - 46 с.
2. Наумов П.П. Теория дифференциации этологической и пространственной адаптации диких животных при техногенной трансформации среды обитания // Материалы региональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы АПК», ч 2. - Иркутск, 2001. - С. 63-66.
3. Наумов П.П. Охотничье-промысловые животные бассейна реки Киренги. Эколого-экономический мониторинг, оценка ресурсов и ущерба. - Иркутск, 2003. - 315 с.
4. Наумов П.П. Эколого-экономическая оценка природных ресурсов –
основа стратегии их рационального использования // Вестник регион. отделения
академии наук высшей школы России (Иркутск). 2008.- №1(13). С. 58 - 64.
5. Реймерс Н.Ф. Природопользование. - М.: Мысль, 1990. - 639 с.
6. Шварц С. С. Эволюционная экология животных. Экологические механизмы эволюционного процесса // Тр. ин-та экологии растений и животных
УФАН СССР. - Свердловск, 1969. Вып. 65. - 198 с.
Naumov P.P.
The theory of differentiation of ethological reaction and spatial adaptation
of wildlife during man impact
The theory substantiates the regularities of ethological reaction and spatial adaptation of wildlife during man impact in habitat with their separation on three adaptive groups and distinguishes four zones of impact with their mathematical formulation.
Petr_naumov43@mail.ru 237-481. 89025497380
4
Теория дифференциации
этологической реакции и
пространственной адаптации диких
животных при антропогенных
воздействиях
Наумов Пётр Петрович
Действительный член МАН ВШ, профессор, д.б.н.
Тел. в 8 9025497380
E-mail: Petr_naumov43@mail.ru
Теория обосновывает закономерности дифференциации
этологической реакции и пространственной адаптации
диких животных при антропогенном влиянии в среде
обитания с разделением их на три адаптивные группы и
формированием
четырех
зон
воздействий
с
математическим описанием их проявления.
Практика показывает,
что трактовки понятий
антропогенных и естественных факторов, а также их
воздействий не имеют четких определений и зачастую
характеризуются адекватно, что не только противоречит их
иерархической структуре, но и затрудняет разграничение
непосредственных действий человека и природноклиматических условий на природные комплексы от их
последствий. Поэтому предлагаем следующие определения
понятий (рис. 1):
Естественные факторы
Антропогенные
факторы
Естественные воздействия
Прямые
Антропогенные
воздействия
Косвенные
Окружающая среда
НООСФЕРА
Рисунок 1 - Естественные и антропогенные воздействия на
окружающую среду в ноосфере
Естественные факторы - это процессы непосредственного
(прямого) действия
природно-климатических и космических
условий на окружающую среду (пожары и наводнения, возникшие
от естественных условий, извержения вулканов, землетрясения,
ураганы, падение метеоритов.
Естественные воздействия – это комплекс естественных
факторов, оказывающих прямое и косвенное
влияние на
природную среду и жизненное пространство живых организмов и
человека.
Антропогенные факторы - это процессы непосредственного
(прямого) действия человека на природные комплексы (поджог
леса, рубка леса, добывание животных, извлечение полезных
ископаемых, распахивание земель и т. д.).
Антропогенные воздействия - это комплекс антропогенных
факторов, оказывающих прямое и косвенное влияние человека на
природную среду и его жизненное пространство (Наумов, 2003).
Теория разрабатывалась в зоне строительства и промышленного
освоения Западного участка Байкало-Амурской Магистрали (БАМ) где
нами с 1972 г. нами проводились исследования. В основу
методологической концепции проведения работ была заложена идея
покомпонентной
дифференциации
динамики
природных
и
антропогенных структур с использованием биологических индикаторов и
интеграцией аналитической информации в логические и математические
структуры с последующим ее обобщением в целостную теорию познания.
Она состоит из двух аксиом
Показатели различий плотности
населения животных вдоль
трансформированный угодий (просек, дорог и т.д.) формируют четыре
зоны антропогенного воздействия, а эволюционно закрепленная реакция
на деятельность человека в среде их обитания делит их на три
адаптивные группы (Наумов, 1981, 1999, 2003).
Первая аксиома – все виды диких животных по этологической
реакции на антропогенные воздействия в среде обитания делятся на три
адаптивные группы: 1-я группа - виды с отрицательной реакцией; 2-я
группа - виды с адаптивной (приспособительной) реакцией; 3-я группа виды с положительной реакцией (Таблица 1.)
Таблица 1 - Адаптивные группы охотничьих животных по их
этологической реакции на антропогенные воздействия
1-я группа –
виды с
отрицательной
реакцией
Соболь
Олень северный
3-я группа виды с
2-я группа положительной
виды с адаптивной реакцией
реакцией
Куница лесн.
Олень благор.
Горностай
Колонок
Олень пятнист. Лисица красная
Норка америк. Лось
Заяц-беляк
Хорь светлый Кабарга
Заяц-русак
Росомаха
Кабан
Косуля
Барсук
Сайгак
Выдра речн.
Козерог
Песец
Глухарь обык.
Собака енотов. Рябчик
Медведь бур.
Тетерев
Рысь
Куропатка бел.
Белка
Куропатка сер.
Ондатра
Утки
Бобр
Гуси
Вторая аксиома - пространственная структура распределения диких
животных вдоль трансформированных участков среды обитания,
вследствие ответной реакции на изменения, формирует четыре зоны
антропогенных воздействий (рис. 2):
Зона непосредственного антропогенного воздействия - H1 – просека,
дорога, где частично или полностью деградирована среда обитания
животных. Ее ширина определяются размерами открытого пространства
просеки – h: H1 = h.
Зона прямого антропогенного воздействия – H2 располагается по обе
стороны просек или дорог в пределах прямой видимости животных с
дороги, влияния шумовых и других отрицательных факторов. Параметры
ее ширины определяются по формуле:
H2 = [(P1 +K1) ×А2] 2 × Ln h × 0,5In / (K2 + √ U);
где P1 - плотность населения вида; K1, K2 – видовые коэффициенты
реагирования; А2 - бонитет угодья в зоне; Ln - натуральный логарифм; h –
ширина просеки; U – угол склона, прилегающий к просеке, дороге; In –
интенсивность движения механизмов, людей по дороге в сутки
Зона переходного антропогенного воздействия - H3 примыкает к
предыдущей зоне. Ее ширина определяются по формуле:
H3 = Ln (P2 + K3) × √ 6 - А3 × Ln H2, где Ln - логарифм натурального
числа; Р2 – плотность населения вида в данной зоне; К3 – видовой
коэффициент реагирования; А3 - бонитет угодья вида в зоне; Н2 ширина зоны прямого антропогенного воздействия.
Зона косвенного антропогенного воздействия. Наблюдающееся здесь
снижение количественных показателей (в основном животных первой
группы) объясняется постоянным и значительным сокращением их
численности населения в предыдущих зонах. Математическое описание
проявления этой зоны нами пока не сформулировано. Зная ширину и
длину участков деградированных угодий, можно вычислить их площади
и количественные показатели уничтоженных или покинувших эти
угодья животных, а по ним, ущерб. Таким образом, разработанная
теория меняет сложившиеся представления об истинных масштабах и
механизме антропогенных воздействий на диких животных, вносит
определенный вклад в развитие экологической науки и диктует
выработку новых подходов к экологической оценке воздействия
человека на природную среду и разработку стратегии рационального
природопользования. Аксиомы теории могут быть применимы к другим
видам животных и растений. Аналогов таких исследований нет.
Рисунок 2 – Динамика плотности населения представителей различных
адаптивных групп охотничьих зверей вдоль трассы БАМ
Целевая направленность теории
реализуется
практическим
использованием результатов работ в научно-производственной и
природоохранной деятельности, предназначенных для:
1. Выработки стратегии рационального природопользования, устойчивого
развития регионов, сохранения ландшафтного и биологического
разнообразия;
2. Проведения эколого-экономической инвентаризации ресурсов,
комплексного мониторинга, экологической экспертизы проектов, анализа
эколого-экономических ситуаций, принятия решений по рациональному
использованию природных ресурсов и охране окружающей среды на основе
создания и ведения
компьютеризированной системы Экологоэкономического мониторинга;
3. Оценки ресурсного потенциала, исчисления эколого-экономических
размеров ущерба и компенсационных выплат за уничтожение диких
животных и деградацию среды их обитания;
4. Подготовки специалистов биологического и технологического
профиля в области природопользования, выполнения работ по лесо-и
охотустройству предприятий
и других
хозяйствующих субъектов
природопользования.