Фаунистическое направление исследовательской деятельности в городских экологических лагерях

В статье представлены результаты некоторых исследований фаунистического направления исследовательской деятельности школьников, которые были организованы в летних экологических городских лагерях в течение нескольких лет, где работали вкачестве инструкторов-студенты под руководством преподавателей естественно-географического факультета.

Ключевые слова: экологический лагерь, исследовательская деятельность, фаунистическое направление, моллюски, рыжие лесные муравьи, орнитофауна, голубь-аббератнт.

Abstract. The article presents the results of some studies of faunal directions of research activity of students, which were organized in the summer of ecological urban camps for several years, where he worked as instructors-students under the guidance of teachers of natural-geographical faculty.

Keywords: environmental camp, research, faunal direction, shellfish, red forest ants, birds, dove-abberant.

С 1997 года на естественно-географическом факультете действует Молодежный экологический центр г.Арзамаса, целью которого является воспитание экологически грамотной личности через организацию исследовательской деятельности учащейся молодежи. Основными формами работы с учащимися являются исследования окружающей среды и здоровья, которые в основном проходят в летних экологических лагерях, камеральная обработка материала в лабораториях, представление результатов исследований в виде докладов на научных конференциях и оформленных исследовательских работ на конкурсы разного уровня.

В 2014 году проходил 16 экологический городской лагерь, который в пятый раз прошел на базе МБОУ СОШ №16 города Арзамаса. Ежегодно в лагерях такого уровня обучение навыкам исследовательской деятельности проходят от 30 до 80 учащихся городских школ.  Исследования окружающей среды своего региона в лагере организовано по ряду ставших традиционными научных направлений, таких как: гидрохимические исследования воды и почвы, гидробиологические исследования водных объектов города и района, флористическое, фаунистическое, природоохранное, здоровьесберегающее направления. Ежегодно в качестве инструкторов по организации исследований со школьниками работают студенты старших курсов естественно-географического факультета. За весь период работы эколагерейнакоплен обширный научный материал по экологическому состоянию ряда особо охраняемых территорий района и города, таких как Смирновский пруд и дендрарий г.Арзамаса, Пустынский природный комплекс, по состоянию и динамике изменений видового и численного состава отдельных представителей флоры и фауны. Учащиеся осваивают доступные для их возраста и уровня знаний методики исследований, в основном биоиндикационного характера.

Одним из востребованных ежегодно направлений исследовательской деятельности является - фаунистическое. В рамках этого направления учащиеся в течение нескольких лет проводили наблюдения за моллюсками, обитающими в озерах Пустынского природного комплекса. Результаты этих исследований были неоднократно доложены на конференциях, на Всероссийском конкурсе юношеских исследовательских работ им. В.И.Вернадского, а студентами на основе этих данных и собственных исследований написаны несколько курсовых работ и защищена одна выпускная квалификационная работа.

В фауне Пустынских озерзарегистрировано 10 видов моллюсков, из которых преобладали перловица обыкновенная, прудовик большой, роговая и окаймленная катушки и живородка. В период исследования, когда шло активное размножение моллюсков, отсутствовало «цветение воды». Сине-зеленые водоросли в пробах попадались в единичных экземплярах.

Результаты пятилетнего наблюдения за популяциями моллюсков озера Великого представлены в таблице 1.

Таблица 1

Сравнительные данные размеров раковин перловиц оз.Великого

за 5 лет исследования

Как видно из таблицы, процентное соотношение размеров раковин перловиц значительно отличалось в разные годы, более того, экологические условия каждого конкретного года повлияли на количество выловленных особей в разных стациях.В процентном соотношении преобладали особи средних размерных групп 4-6 летнего возраста, т.е. половозрелые особи, способные к активному размножению. Наличие всех размерных групп указывает на относительно стабильное состояние популяции моллюсков-фильтраторов. Стоянки туристов – явление временное, следовательно, моллюски избегают длительного антропогенного воздействия, более того, моллюски, замыкаясь в раковине способны переживать достаточно долго неблагоприятные условия, таким образом, их популяция в этих частях озера восстанавливается успешно. Запрет на посещение лесов и озер заказника в жаркое лето 2010 года пошел также на пользу популяции.

Исследования последних лет показали, что постепенно в тех местах, в которых до 2012 года проходил отлов и промер моллюсков, стали причаливать лодки. Отсутствие надлежащего надзора за соблюдением правил вылова рыбы в озерах привело к тому, что используются сети, при выведении которых на берег, вместе с рыбой вылавливается и оставляется много двустворчатых моллюсков. Если в 2012 году мы смогли отловить по 20 особей на каждой площадке для промеров, то в 2013 и 2014 годах на этих площадках живые моллюски отсутствовали, а поломанные раковины, лежащие на берегу и в прибрежной зоне, указывали, что к периоду наших исследований, которые проводились в конце июня – начале июля, популяция подвергалась усиленному антропогенному воздействию, что привело к массовой гибели особей. Таким образом, возросшее антропогенной воздействие на зоны, которые были выбраны нами для исследования, привело к серьезным нарушениям стабильности микропопуляций моллюсков в этих местах. Ужесточение мер охраны памятников природы и окружающего их заказника – создание Национального (Природного) парка – на наш взгляд, сможет изменить ситуацию в лучшую сторону, и привести к стабилизации экологического состояния водной экосистемы.

Пустынский заказник богат великовозрастными смешанными лесами, сосновыми борами, относительно молодыми посадками сосняков, где можно встретить муравьев разных видов. Однако привлекает внимание большое количество крупных муравейников рыжего лесного муравья (Formicarufa). Значение муравьёв в природе и для человека очень велико. Муравьи разрыхляют почву, создавая условия для снабжения её воздухом, ускоряют разложение растительных остатков и удобряют почву гумусом, уничтожают много насекомых – дереворазрушителей, содействуя приросту древостоя. При этом листогрызущие насекомые составляют до 90% их пищевого рациона. Таким образом, муравьи могут подавлять очаги массового размножения вредителей.В последние годы в связи с усилением антропогенной нагрузки на заказник, происходит обеднение видового богатства и численности многих растений и животных. С 2004 года проводились регулярные наблюдения за состоянием муравейников рыжего лесного муравья (Formicarufa) в сосновом лесу в районе биостанции «Золотой мыс» в Пустынском заказнике. За десятилетний период исследований произошли значительные изменения экологического состояния леса и состояния муравейников рыжего лесного муравья.Этот лес представляет искусственные посадки в возрасте 40-45 лет, среди которых встречаются старые высокоствольные сосны. Практически отсутствует кустарниковая растительность. Основную массу травянистой растительности в месте исследования составляли папоротники. Топографически лес расположен между двумя озерами Великим и Глубоким в непосредственной близости от мыса, который активно используется туристами во время летнего отдыха. На выбранной площадке в первый год исследования проведено картирование и измерение муравейников. В последующие годы проводили осмотр состояния муравейников, измерение размеров, нанесение на карту вновь появившихся или исчезнувших муравейников. Кроме того, проведены наблюдения за жизнедеятельностью муравьев:

а) картирование троп;

б) наблюдение за поведением муравьёв в разное время суток;

в) проведение опытов по изучению скорости обмена строительного материала;

г) скорость объедания живого объекта.

В первый год исследований на площадке были отмечены 5 муравейников разных размеров. К 2007 году появились 3 новых молодых муравейника, которые увеличились в размерах в 2008 году. Однако в 2009 один из муравейников в дальней части площадки исчез, а один на ближней к дороге части был мелких размеров и закрыт. Результаты промеров высоты и диаметра, а также объема муравейников в 2009 году показали значительные изменения ряда муравейников в худшую сторону. Косвенные наблюдения за экологическим состоянием леса (бытовой мусор, наличие фекалиев, использованной туалетной бумаги, примятая трава, сломанные деревья) указывают на ухудшение ситуации. Таким образом, рост числа муравейников и их размеров проходил в экологически благоприятной обстановке, что, в свою очередь, влияло на её же улучшение, однако в 2009 году картина поменялась на обратную. С 2010 года продолжилась деградация муравейников в этой части леса. Вблизи площадки (150-200 м) были выстроены новые коттеджи, отсутствие туалета в месте отдыха туристов и их интенсивный наплыв в летние месяцы привел к колоссальным масштабам загрязнения леса. Летом 2014 года на выбранном участке леса не осталось ни одного муравейника. Таким образом, рыжие лесные муравьи оказались хорошими биоиндикаторами экологического состояния лесного массива, произрастающего в пределах рекреационной зоны озера Глубокого.

В исследованиях позвоночных животных были использованы новые для начала двухтысячных годов методы исследования, такие как флуктуирующая асимметрия и фенетические исследования. Благоприятными объектами для проведения таких исследований в Пустынском заказнике оказались рыбы (плотва обыкновенная) и ящерица прыткая. Изучение экологического состояния воды в озерах методом флуктуирующей асимметрии показало, что вода озер относится к третьему классу качества, т.е. использование её возможно в первую очередь для технических целей и в меньшей степени для питья, причем только после длительной и тщательной очистки. А состояние наземной среды оказалось более стабильным, соответствовало 2 классу. Сравнение исследований наземной среды с помощью одного объекта ящерицы прыткой, но разными методами (фенетический анализ и флуктуирующая асимметрия) показало, что, не смотря на видимые изменения среды обитания в худшую сторону, оба метода показывают одинаковую стабильность состояния. Другие методики (химический анализ почвыи воздуха) указывают на возрастающий характер отрицательных изменений. Нами был сделан вывод, который впоследствии подтвержден и исследованиями Центра здоровья среды ИБР РАН, что рептилии, в частности ящерицы, не подходящий объект для такого рода биоиндикационных исследований (по внешним признакам) из-за строения кожных покровов и особенностей индивидуального развития, при котором и закладываются все отклонения от нормы внешних признаков строения. Потому, начиная с 2009 года, мы перестали использовать рептилий для таких исследований.

Интересные данные получены при изучение видового и численного состава птиц как в Пустынском заказнике, так и на территории г. Арзамаса. В связи с тем, что последние годы лагерь базировался не в Пустынском заказнике, а на территории города, изучение орнитофауны проходило в зеленых зонах и на улицах города.

На улицах города обнаружено 6 особей голубей-абберантов (имеющих отличную от дикой окраску). Вероятно, это связано с изменениями экологического состояния дикой городской популяции в зависимости от ухудшения условий обитания, однако, возможно появление в городе значительного числа голубей-абберантов связано с тем, что когда-то жители активно занимались разведением домашних голубей, но в последние годы голубятни практически отсутствуют, а попавшие в природу домашние голуби при скрещивании с дикими дали столь значительное число абберантов для небольшого города.