Через крах к возрождению: нестационарная динамика сообщества грызунов в новый цикл опустынивания в Калмыкии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Естественные пастбища полупустынь Калмыкии в течение последних ста лет испытывают антропогенную нагрузку разной интенсивности. Быстрое и значительное сокращение поголовья скота в 90-х гг. 20-го века привело к восстановлению пастбищ и переходу их функционирования из “пустынного” в “степной” режим. С конца первого десятилетия 21-го века здесь развиваются процессы нового опустынивания, вызванные ростом пастбищной нагрузки и засухами. Рост поголовья скота обусловил быстрое снижение проективного покрытия, но только через несколько лет произошла резкая смена видового состава растений со “степного” на “пустынный”. На фоне усиливающегося опустынивания сообщество грызунов сначала потерпело крах, а затем возродилось. По всей видимости, крах – это запоздалая реакция на предшествующее опустыниванию остепнение пастбищ, что привело к сокращению численности пустынных видов и обеднению сообщества, затормозив тем самым его возрождение при новом цикле опустынивания. Таким образом, и растительный покров, и сообщество грызунов демонстрировали нестационарную динамику со сменой режимов и запаздыванием реакции (инертностью) в ответ на опустынивание ландшафта.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Н. Суркова

Институт проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН

Email: tiusha2@mail.ru
Россия, Москва

Л. Е. Савинецкая

Институт проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН

Email: tiusha2@mail.ru
Россия, Москва

А. В. Чабовский

Институт проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: tiusha2@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Захаров В.М., Трофимов И.Е., 2019. Оценка состояния биоразнообразия: исследование стабильности развития. М.: Товарищество научных изданий КМК. 160 с.
  2. Неронов В.В., Александров Д.Ю., 2004. Особенности использования местообитаний полупустыни полуденной (Meriones meridianus Pallas, 1773) и тамарисковой (M. tamariscinus Pallas, 1773) песчанками на юге Калмыкии // Поволжский экологический журнал. № 1. С. 69–78.
  3. Неронов В.В., 2006. Динамика биоразнообразия аридных экосистем при естественном восстановлении (на примере Черных земель Калмыкии) // Известия Российской академии наук. Серия географическая. № 2. С. 111–119.
  4. Неронов В.В., 2008. Зональные экотоны Северной Евразии: история изучения и структурно-функциональная организация // Успехи современной биологии. Т. 128. № 1. С. 35–51.
  5. Неронов В.В., Чабовский А.В., Александров Д.Ю., Касаткин М.В., 1997. Пространственное распределение грызунов в условиях антропогенной динамики растительности на юге Калмыкии // Экология. № 5. С. 369–376.
  6. Суркова Е.Н., Кулик А.А., Кузнецова Е.В., Базыкина С.Г., Савинецкая Л.Е., Чабовский А.В., 2022. Черные земли Калмыкии: пустыня возвращается? // Природа. № 8. С. 13–20.
  7. Шилова С.А., Неронов В.В., Касаткин М.В., Савинецкая Л.Е., Чабовский А.В., 2007. Пожары на современном этапе развития полупустыни юга России: влияние на растительность и население грызунов // Успехи современной биологии. Т. 127. № 4. С. 372–386.
  8. Шилова С.А., Чабовский А.В., Исаев С.И., Неронов В.В., 2000. Динамика сообщества и популяций грызунов полупустынь Калмыкии в условиях снижения нагрузки на пастбища и увлажнения климата // Известия РАН. Серия биологическая. № 3. С. 332–344.
  9. Щипанов Н.А., 1987. Универсальная живоловка для мелких млекопитающих // Зоологический журнал. Т. 66. № 5. С. 759–761.
  10. Asner G.P., Elmore A.J., Olander L.P., Martin R.E., Harris A.T., 2004. Grazing systems, ecosystem responses, and global change // Annual Review of Environment and Resources. V. 29. P. 261–299.
  11. Berryman A., Lima M., 2006. Deciphering the effects of climate on animal populations: diagnostic analysis provides new interpretation of Soay sheep dynamics // The American Naturalist. V. 168. P. 784–795.
  12. Briske D.D., Fuhlendorf S.D., Smeins F.E., 2003. Vegetation dynamics on rangelands: a critique of the current paradigms // Journal of Applied Ecology. V. 40. № 4. P. 601–614.
  13. Carpenter S.R., Folke C., 2006. Ecology for transformation // Trends in Ecology and Evolution. V. 21. № 6. P. 309–315.
  14. Christensen E.M., Harris D.J., Ernest S.M., 2018. Long-term community change through multiple rapid transitions in a desert rodent community // Ecology. V. 99. № 7. P. 1523–1529.
  15. Dai L., Vorselen D., Korolev K.S., Gore J., 2012. Generic indicators for loss of resilience before a tipping point leading to population collapse // Science. V. 336. P. 1175–1177.
  16. Dubinin M., Luschekina A., Radeloff V., 2011. Climate, livestock, and vegetation: what drives fire increase in the arid ecosystems of Southern Russia? // Ecosystems. V. 14. P. 547–562.
  17. Eccard J.A., Walther R.B., Milton S.J., 2000. How livestock grazing affects vegetation structures and small mammal distribution in the semi-arid Karoo // Journal of Arid Environments. V. 46. № 2. P. 103–106.
  18. Frank D.A., McNaughton S.J., Tracy B.F., 1998. The ecology of the Earth’s grazing ecosystems // BioScience. V. 48. № 7. P. 513–521.
  19. Holling C.S., 1973. Resilience and stability of ecological systems // Annual review of ecology and systematics. V. 4. № 1. P. 1–23.
  20. Hölzel N., Haub C., Ingelfinger M.P., Otte A., Pilipenko V.N., 2002. The return of the steppe large-scale restoration of degraded land in southern Russia during the post-Soviet era // Journal for Nature conservation. V. 10. № 2. P. 75–85.
  21. May R.M., 1977. Thresholds and breakpoints in ecosystems with a multiplicity of stable states // Nature. V. 269. № 5628. P. 471–477.
  22. Mori A.S., Furukawa T., Sasaki T., 2013. Response diversity determines the resilience of ecosystems to environmental change // Biological Reviews. V. 88. № 2. P. 349–364.
  23. R Development Core Team, 2023. R: A language and environment for statistical computing. Version 4.2.3. Version 4.2.3. R Foundation for Statistical Computing. Vienna, Austria. https://www.R-project.org/
  24. Rogovin K.A., 2007. Steppe expansion and changes in the structure of the rodent community in north-western Caspian region (Republic of Kalmykia, RF) // Acta Zoologica Sinica. V. 53. P. 29–43.
  25. Saiko T., Zonn I., 1997. Europe’s first desert. In: Werger M.J.A., van Staalduinen M.A. (eds). Eurasian steppes. Ecological problems and livelihoods in a changing world. Springer, Netherlands. P. 141–144.
  26. Smelansky I.E., Tishkov A.A., 2012. The steppe biome in Russia: ecosystem services, conservation status, and actual challenges. In: Werger M.J.A., van Staalduinen M.A. (eds). Eurasian steppes. Ecological problems and livelihoods in a changing world. Springer, Netherlands. P. 45–101.
  27. Suding K.N., Hobbs R.J., 2008. Threshold models in restoration and conservation: a developing framework // Trends in Ecology and Evolution. V. 24. № 5. P. 271–279.
  28. Surkova E., Popov S., Tchabovsky A., 2019. Rodent burrow network dynamics under human-induced landscape transformation from desert to steppe in Kalmykian rangelands // Integrative Zoology. V. 14. № 4. P. 410–420.
  29. Swift T.L., Hannon S.J., 2010. Critical thresholds associated with habitat loss: a review of the concepts, evidence, and applications // Biological reviews. V. 85. № 1. P. 35–53.
  30. Tchabovsky A., Savinetskaya L., Surkova E., 2019. Breeding versus survival: proximate causes of abrupt population decline under environmental change in a desert rodent, the midday gerbil (Meriones meridianus) // Integrative Zoology. V. 14. № 4. P. 366–375.
  31. Tchabovsky A.V., Savinetskaya L.E., Surkova E.N., Ovchinnikova N.L., Kshnyasev I.A., 2016. Delayed threshold response of a rodent population to human-induced landscape change // Oecologia. V. 182. P. 1075–1082.
  32. Tchabovsky A.V., Surkova E.N., Savinetskaya L.E., Kulik A.A., 2023. Range expansion and population patterns on the wave of colonization: the midday gerbil (Meriones meridianus Pallas 1773, Muridae, Rodentia) in Kalmykia taken as a model // Biology Bulletin. V. 50. № 9. P. 2552–2560.
  33. Turchin P., 2003. Complex population dynamics: a theoretical/empirical synthesis (MPB-35). Princeton University Press, Princeton.
  34. van Nes E.H., Arani B.M., Staal A., van der Bolt B., Flores B.M., Bathiany S., Scheffer M., 2016. What do you mean,‘tipping point’? // Trends in Ecology and Evolution. V. 31. № 12. P. 902–904.
  35. Westoby M., Walker B., Noy-Meir I., 1989. Opportunistic management for rangelands not at equilibrium // Journal of range management. V. 42. № 4. P. 266–274.
  36. White R.P., Murray S., Rohweder M., Prince S.D., Thompson K.M., 2000. Pilot analysis of global ecosystem: grassland ecosystems. Washington, DC: World Resources Institute. 81 p.
  37. Whittaker R.H., 1972. Evolution and measurement of species diversity // Taxon. V. 21. № 2–3. P. 213–251.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Динамика структурных характеристик растительного покрова пастбищ Калмыкии (средние значения ±95% ДИ)

Скачать (146KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Динамика видового богатства растений, а также относительного обилия экологических групп растений, характерных для пастбищ Калмыкии

Скачать (340KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Траектория динамики сообщества грызунов в фазовом пространстве численности (Ln N) и разнообразия (гамма-разнообразие, индекс Шеннона, H’). Жирным шрифтом выделены годы начала и окончания периодов: 1994–2003 гг. – высокой численности и разнообразия, 2004–2016 гг. – низкой численности и разнообразия, 2017–2020 гг. – краха сообщества, с 2021 г. по настоящее время – восстановления сообщества. Белыми кружками показаны переходы между периодами. Черным кружком обозначен 1982 г. (период опустынивания), когда в тех же местообитаниях проводились аналогичные учеты численности

Скачать (129KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Видовой состав и численность сообщества грызунов пастбищ Калмыкии по периодам: 1982 г. – период высокой численности и разнообразия при опустынивании 80-х гг. XX века, 1994–2003 гг. – период высокой численности и высокого разнообразия после начала остепнения; 2004–2016 гг. – период низкой численности и низкого разнообразия при максимальном развитии высокотравной степи; 2017–2020 гг. – крах сообщества после начала нового цикла опустынивания; 2021–2023 гг. – период восстановления сообщества на фоне дальнейшего развития опустынивания. Mic.r. – Microtus rossiaemeridionalis, A.w. – Apodemus witherbyi, C.m. – Cricetulus migratorius, Mus – Mus musculus, Mic.s. – Microtus socialis, M.t. – Meriones tamariscinus, M.m. – Meriones meridianus

Скачать (190KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024