Исследование биоразнообразия, динамики населения и роли животных в наземных и водных экосистемах Нижегородского Поволжья и других регионов

Место проведения исследования: Кафедра ботаники и зоологии, Национальный парк Кат Тьен (провинция Донгнай, Южный Вьетнам), Биологическая станция ННГУ «Старая Пустынь», ООПТ “Дубрава Ботанического сада Университета”, Международный аэропорт Нижнего Новгорода имени В. П. Чкалова 

Руководитель исследования: Зрянин Владимир Александрович – к.б.н, доцент кафедры ботаники и зоологии ИББМ 

Рабочая группа:  

Борякова Елена Евгеньевна, к.б.н, доцент кафедры ботаники и зоологии 

Воротников Владимир Петрович, к.б.н, доцент кафедры ботаники и зоологии 

Колесова Надежда Евгеньевна, младший научный сотрудник кафедры ботаники и зоологии 

Лаврова Татьяна Валентиновна, к.б.н, доцент кафедры ботаники и зоологии 

Мельник Светлана Анатольевна, к.б.н, доцент кафедры ботаники и зоологии 

Носкова Ольга Сергеевна, к.б.н, доцент кафедры ботаники и зоологии 

Попкова Татьяна Вячеславовна – ассистент кафедры ботаники и зоологии 

Описание исследования: 

Дифференциация ниш и функциональные эквиваленты в сообществах муравьев (Hymenoptera: Formicidae) муссонного тропического леса (Южный Вьетнам). 

Проведена морфометрическая обработка миноров и солдат 14 видов Pheidole, собранных на 5 модельных полигонах в национальном парке Кат Тьен (провинция Донгнай, Южный Вьетнам). Выявлены наиболее значимые морфофункциональные признаки у изученных видов. Ими оказались длина груди у миноров, размер головы (средняя между длиной и шириной головы) у солдат. Установлено, что в многовидовых сообществах разных типов тропического муссонного леса обитают 6–9 видов Pheidole, что обусловливает достаточно острую межвидовую конкуренцию. У разных видов возникают определенные механизмы ухода от конкуренции. Виды, имеющие сходные размеры миноров и, вероятно, сходные трофические преферендумы, различаются по размерам солдат. Мы предполагаем, что различия в размерах солдат, прежде всего, в длине и ширине головы способствуют расхождению по топическим нишам (разные особенности гнезд). При размерном сходстве солдат у близких видов наблюдается размерная дифференциация миноров. Это может быть связано с трофической дифференциацией данных видов в одном сообществе. 

На основе изотопных подписей (стабильные изотопы азота и углерода) и морфометрических промеров проанализированы 20 видов муравьев из трибы Camponotini в двух типах тропического муссонного леса национального парка Кат Тьен (провинция Донгнай, Южный Вьетнам). Установлена тесная связь изотопной подписи с совокупностью морфофункциональных признаков и построена рабочая модель предсказания изотопной подписи видов по морфологическим признакам. Далее будут протестированы виды Camponotini из двух модельных сообществ на предмет выделения морфофункциональных групп (гильдий). По предварительным данным при увеличении числа видов этой трибы в сообществе они образуют гильдии, использующие разные типы ресурсов (крупные виды – из детритных пищевых цепей, мелкие – из пастбищных). 

Влияния разных доминантов группы Formica rufa на фуражировочную активность подчиненных видов.  

Для оценки влияния муравьев-доминантов на подчиненные виды в окрестностях биостанции ННГУ выбраны участки лесного массива с комплексами муравейников Formica aquilonia, F. lugubris и F. polyctena. В соответствии с максимальными показателями интенсивности движения фуражиров на дорогах у наиболее активных муравейников заложены пробные площадки, на которых проведены учеты динамической плотности и проанализирована фуражировочная активность доминантов и подчиненных видов на белковых и углеводных кормушках, расположенных на уровне почвы, подстилки и травяно-кустарничкового яруса. Видовая принадлежность, состояние комплексов и фуражировочная активность доминантов зависят от лесорастительных условий. При разной активности доминантов подчиненные виды используют разные механизмы ухода от конкуренции. При высокой активности доминантов развитый травяно-кустарничковый ярус или мохово-лишайниковый покров позволяют подчиненным видам уходить от конкуренции, что проявляется в более частом использовании кормушек, расположенных на данных уровнях. Под действием сильного доминантного пресса в комплексах F. aquilonia и F. polyctena подчиненные виды, как правило, использовали углеводные кормушки, мало привлекательные для доминантов, или обнаруживали кормушки до появления на них доминанта. В комплексе F. lugubris активность доминанта была в среднем значительно ниже и значимого влияния на фуражировочную активность подчиненных видов выявить не удалось. 

Изучение факторов формирования и перспектив сохранения биоразнообразия муравьев (Hymenoptera: Formicidae) типичных и переходных ландшафтов Окско-Донской низменности и Приволжской возвышенности. 

Обработаны более 750 проб муравьев, собранных разными методами (ловушки Барбера, Малеза, оконные, чашки Мерике, углеводные приманки, на свет, ручной сбор) в полевые сезоны 2021–2023 гг. в разных точках Европейской части России (Республика Мордовия, Ульяновская, Рязанская, Московская, Нижегородская, Тамбовская, Липецкая, Пензенская, Самарская и Саратовская области). Выявлено 62 вида муравьев, 16 родов, 3 подсемейств. Для 18 видов уточняются данные по распространению, впервые для региона Окско-Донской низменности и Приволжской возвышенности приводится 3 вида, из них 2 (Formica bruni Kutter, 1967 и Myrmica constricta Karavaiev, 1934) – впервые для России. 

Изучение реакции гемолимфы брюхоногих моллюсков на внешние факторы и заражение личиночными стадиями трематод. 

Собран материал для изучения особенностей гемолимфы моллюсков в зависимости от температуры, трофического статуса водоема, возраста моллюсков, а также степени заражения моллюсков промежуточными стадиями трематод (редиями и церкариями). 

Изготовлены постоянные препараты гемолимфы моллюска Lymnaea stagnalis L. для измерения и подсчета гемоцитов, оценки характера их агглютинации. Получены микрофотографии живой гемолимфы моллюсков в висячей капле для оценки двигательной активности гемоцитов. Получены видеоматериалы фагоцитарной активности клеток гемолимфы в живой капле с добавлением туши, дрожжевых клеток и красителя кармина. Собраны и зафиксированы для дальнейшего исследования стадии трематод, обнаруженные в зараженных моллюсках 

Исследование динамики населения птиц природных и антропогенных экосистем в Среднем Поволжье.  

В рамках подготовки нового издания Красной книги Нижегородской области проанализированы, собранные ранее сведения о встречах редких видов птиц, внесенных в Красную книгу Нижегородской области и в Приложение к ней, на территории Нижегородского международного аэропорта. В ходе маршрутных учетов в гнездовой период за 5 лет здесь было отмечено 104 вида птиц, среди которых 22 редких. Из них постоянно встречали обыкновенную пустельгу Falco tinnunculus L., 1758, коростеля Crex crex (L., 1758), травника Tringa totanus (L., 1758), речную крачку Sterna hirundo L., 1758, сизую Larus canus L., 1758 и озерную чаек L. ridibundus L., 1766. 

Периодический круглогодичный мониторинг населения птиц аэропорта был возобновлен в декабре 2024 г.  

По материалам разных исследователей и собственным продолжен анализ территориальной и временной изменчивости облика летних орнитокомплексов ряда сельских населенных пунктов (СНП) Среднего Поволжья (на примере Нижегородской области). На 7 постоянных маршрутах последние два с половиной десятилетия (в разные годы) летом проводили учеты птиц в СНП разных природно-территориальных комплексов (ПТК) Нижегородской области. В некоторых из них птиц учитывали на протяжении нескольких лет. Практически везде использовали маршрутный метод с нефиксированной полосой учета. Всего было отмечено 113 видов птиц (в том числе редких) из 13 отрядов, 35 семейств. Общими для всех СНП отмечено 10 видов. Лидируют по обилию в большинстве случаев деревенская ласточка Hirundo rustica L., 1758 и полевой воробей Passer montanus (L., 1758), реже – белая трясогузка Motacilla alba L., 1758. Четких территориальных отличий между населением птиц разных ПТК не выявлено. Орнитокомплексы неоднородны по разным характеристикам как в пространстве, так и во времени. Население птиц СНП, расположенных среди крупных лесных массивов, отличается высоким видовым богатством, включая фоновые виды, максимальным видовым разнообразием, низкой долей участия доминантов. При кластерном анализе они объединяются в общую группу. Близки к ним по видовому разнообразию орнитокомплексы СНП со сложно структурированным пространством, окруженных открытыми ландшафтами в сочетании с овражно-балочными лесами. 

Изучение связи растительного покрова и сообществ мелких млекопитающих на примере ООПТ в условиях города. 

Продолжаются исследования в области связи характера растительного покрова и пространственного распределения мелких млекопитающих в условиях городской среды с применением методологической базы, основанной на использовании метода статистической обработки Principal Components Analysis (среда Statistica). Накоплены новые данные, свидетельствующие в пользу того, что данный метод является мощным инструментом комплексного экологического подхода при изучении сообществ мелких млекопитающих. Продолжено использование иного статистического метода – Correspondence Analysis (анализ соответствий), позволяющий достаточно хорошо визуализировать выявленные закономерности. Апробировано применение анализа избыточности RDA для определения того, какие факторы окружающей среды наиболее значимы для объяснения различий в составе сообществ. Этот метод представляет собой сочетание ординации (PCA) и множественного регрессионного анализа, в котором главные оси (компоненты) ограничены линейными комбинациями переменных среды. 

Результаты анализа отражаются графически как биплот, где виды грызунов представлены в виде стрелок, исходящих из начала координат. Косинус угла между стрелкой вида и расположенным на плоскости биплота названия растения приблизительно равен коэффициенту корреляции между ними. Таким образом приуроченность микроместообитаний рыжей полёвки к растительным ассоциациям, с доминированием сныти обыкновенной – вегетативно подвижного многолетника и детерминанта травяного покрова широколиственных лесов, можно считать математически доказанной. Фактор освещённости, оценённый по методике Г. Эленберга, обуславливает внедрение полевой мыши в лесной фитоценоз и её содоминирование с рыжей полёвкой. Относительно же низкая освещённость характерна для ассоциации, где доминировала малая лесная мышь. Выявлена статистически значимая приуроченность полевой мыши к доминирующей в древостое на отдельных пробных площадях лиственнице сибирской (Larix sibirica Ledeb.). 

Произведена оценка морфофизиологических параметров мелких млекопитающих на примере ООПТ “Дубрава Ботанического сада Университета”. Статистически значимая корреляция у Apodemus flavicollis была обнаружена между индексом печени и индексом селезенки, индексом сердца и индексом почек, индексом лёгких и индексом печени. У Sorex araneus данная корреляция обнаруживается между индексом печени и индексом селезенки, индексом почек и индексом селезенки, а также между индексом почек и индексом печени. В тоже время достоверно значимых корреляций между индексами органов у Myodes glareolus, Sorex minutus, Crocidura suaveolens обнаружено не было. Таким образом, желтогорлая мышь представляет потенциальный интерес в плане использования в качестве биоиндикатора среды. Кроме того, определены факторы, оказывающие влияние на морфофизиологические показатели микромаммалий в условиях городской среды, а именно: техногенные факторы слабой интенсивности, активная поисковая деятельность, связанная с питанием и накоплением запасных питательных веществ в связи с погодными условиями, и паразитическая нагрузка. 

Условия среды, оцененные методом фитоиндикации по Элленбергу, влияют на распределение мелких млекопитающих в пространстве опосредовано. Более значим характер растительного покрова. При увеличении проективного покрытия возрастает численность как малой лесной, так и полевой мышей. Стратегия вида Apodemus agrarius оказывается сходной с таковой Apodemus uralensis – вида, проявляющего в условиях исследованного ООПТ черты стенобионтности. В то же время, незначительная антропогенная нагрузка, маркером которой является присутствие вида-рудерала Urtica dioica, приводит к увеличению мозаичности растительного покрова, что положительно отражается на численности этих видов мелких млекопитающих. Умеренное возрастание индекса доминирования Бергера-Паркера для растительного покрова положительно сопряжено с приуроченностью микромаммалий. 

Публикации по результатам исследования:

• Popkova T.V., Zryanin V.A. The role of size differentiation of the Pheidole worker caste (Hymenoptera: Formicidae) in tropical ant communities of Southern Vietnam // Asian Myrmecology. 2025 (in lit.). 

• Попкова Т.В., Зрянин В.А. Нишевая дифференциация муравьев трибы Camponotini в муссонном тропическом лесу // VI Евроазиатский симпозиум по перепончатокрылым насекомым (Национальный парк «Смольный», 18–23 августа 2025 г.): тезисы докладов. Саранск, 2025. С. 110–111. 

• Зрянин В.А. Интересные находки муравьев (Hymenoptera: Formicidae) из европейской части России // VI Евроазиатский симпозиум по перепончатокрылым насекомым (Национальный парк «Смольный», 18–23 августа 2025 г.): тезисы докладов. Саранск, 2025. С. 54–55. 

• Носкова О.С., Колесова Н.Е., Соколова М.С. Межгодовая динамика гнездового населения птиц территории международного аэропорта Нижнего Новгорода «Чкалов» // Урбанизация и синантропизация птиц: Материалы III Международной орнитологической конференции «Урбанизация и синантропизация птиц». Иваново: ПресСто, 2024. С. 179–190. 

• Соколова М.С., Носкова О.С., Колесова Н.Е., Баранов С.А. Территория международного аэропорта Нижнего Новгорода “Чкалов” как место гнездования редких видов птиц // Сохранение биоразнообразия и развитие экологического туризма на основе ландшафтного подхода: Сборник статей по материалам региональной студенческой научно-практической конференции. Нижний Новгород, 2024. С. 74–77. 

• Носкова О.С., Сорокина Ю.А., Колесова Н.Е. Орнитокомплексы некоторых сельских населенных пунктов Среднего Поволжья в летний период (на примере Нижегородской области) // Самарский научный вестник. 2024. №4. (в печати). 

• Носкова О.С., Малешевич С., Муханов А.В. Коллекция камышевок Acrocephalus Зоологического музея Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского // Труды ГПБЗ «Керженский». Н. Новгород, 2024. Т. 10. (в печати). 

• Саранцев Е.А., Борякова Е.Е. Сопряжённость пространственной приуроченности микроместообитаний мелких млекопитающих и структуры растительного покрова (на примере памятника природы «Малиновая гряда», г. Нижний Новгород) // Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о Земле. 2024. Т. 34, № 4. С.  431–438.  

• Борякова Е.Е. Характер растительного покрова и структура сообществ мелких млекопитающих (на примере г. Нижнего Новгорода) // Самарский научный вестник. 2024. Т. 12, № 4. С. 15–22. 

Грантовая поддержка у исследования:

Грант РНФ «Биоразнообразие насекомых типичных и переходных ландшафтов Окско-Донской низменности и Приволжской возвышенности: факторы формирования и перспективы сохранения» (№ 22-14-00026).