Почему в городе вымирают бабочки?

Экологический многолетний мониторинг модельных групп высших чешуекрылых – биоиндикаторов зеленых территорий урбосистемы Нижнего Новгорода

Затаковой А.А., аспирант, член Русского энтомологического общества,  ФГБОУ ВО «НГПУ «Мининский университет»

Выдержки из диссертации

 

Естественные природные сообщества, сохранившиеся в условиях урбосистемы, редки и представляют собой особую ценность в экологическом, эстетическом и научном аспектах. К счастью, в Нижнем Новгороде еще существуют зеленые территории различного происхождения в виде лесопарков, парков, скверов, аллей, групп отдельно стоящих высоковозрастных деревьев, а также уникальные растительные сообщества Окских склонов, которые являются рекреационными зонами – «зелёными лёгкими» города. Бабочки являются необходимым компонентом этих биоценозов, обеспечивающим нормальное протекание жизненных процессов многих видов растений и функционирование цепей питания.

Состояние энтомофауны города косвенным образом может характеризовать пригодность его среды для жизни человека: очевидно, чем больше видовое разнообразие в городской черте, тем больше здесь урбоценотических группировок, пригодных для жизни бабочек и для жизни и отдыха человека. Изменения видового состава и количества насекомых может выступать в качестве важного показателя антропогенного воздействия на окружающую среду.

В современный период усилилась тревожная тенденция, связанная с наступлением на естественные зеленые зоны Нижнего Новгорода в связи с их «благоустройством». Ряд мероприятий противоречат экологическому подходу и не учитывают взаимосвязи организмов, что губительно сказывается как на экосистеме в целом, так и отдельных её составляющих – растениях, насекомых, птицах, почвенных комплексах животных и так далее. Работы по благоустройству приобрели массовый характер, но, к сожалению, при их проведении зачастую игнорируются особенности еще сохранившихся природных биотопов. Нерациональное благоустройство, факты поджогов травы, стихийное возникновение мест для отдыха и пикников наносят серьезный ущерб природной городской среде, а последствия этого могут иметь необратимый характер и отрицательно сказаться на экологической обстановке города в целом.

Многолетний экологический мониторинг позволяет дать объективную оценку состояния городской среды в целом и комплексов зелёных зон в частности. Одним из его методов является биоиндикация – оценка антропогенной нагрузки по реакции на неё живых организмов и их сообществ. Уровень и характер антропогенного воздействия можно оценить, применяя метод фаунистической биоиндикации. На современном этапе чешуекрылые являются одной из наиболее изученных групп насекомых и могут быть использованы в качестве биоиндикаторов.

В связи с этим возрастает актуальность  контроля за состоянием сохранившихся зеленых зон в городской черте и комплексов видов для выявления негативных тенденций антропогенного влияния и разработки мероприятий по сохранению биоразнообразия, в том числе и булавоусых чешуекрылых, являющихся не только опылителями дикорастущих и культурных растений, но и эстетическим компонентом городской природной среды, необходимым для экологического, духовного и эстетического воспитания подрастающего поколения.

Цель исследования: выявление динамики многолетних преобразований комплексов модельных групп чешуекрылых для оценки экологического состояния зеленых территорий в условиях урбосистемы Нижнего Новгорода.

Задачи исследования:

1) составить списки булавоусых чешуекрылых, выявленных на изучаемой территории Окских склонов за период с 1990 – 2017 годы, и бабочек рода Catocala, обнаруженных в 19 исследуемых зеленых зонах  Нижнего Новгорода за период с 1984 – 2017 годы;

2) кратко охарактеризовать на основе литературных  данных и собственных наблюдений особенности биологии, экологии и этологии выявленных видов булавоусых чешуекрылых;

3) проанализировать таксономическую, зоогеографическую, экологическую и этологическую структуры комплекса булавоусых чешуекрылых Окских склонов и их изменения за 28-летний мониторинг;

4) выявить динамику видового состава орденских лент зелёных зон Нижнего Новгорода за 33-летний мониторинг;

5) по результатам многолетнего мониторинга модельных групп чещуекрылых оценить экологическое состояние исследуемых зеленых территорий Нижнего Новгорода и составить рекомендации, способствующие сохранению биоразнообразия природных комплексов в условиях урбосистемы, что обеспечит  комфортность городской среды.

В процессе работы использовали ряд методов, основными из которых явились: маршрутный метод учета, наблюдения, сбор полевого материала – при помощи энтомологического сачка, кроновых и запаховых ловушек, у стационарных источников света в местах локализации чешуекрылых. Камеральная обработка материала соответствовала стандартным методам и включала в себя препарирование, определение и монтирование коллекции.

Работа выполнена на базе кафедры биологи, химии и биолого-химического образования Мининского университета.

Зелёные территории Нижнего Новгорода, на которых проводили мониторинг видов из рода Catocala

1. Гнилицкие дачи – государственный памятник природы регионального значения.
2. Стригинский бор – лесопарк, памятник природы регионального значения.
3. Ботанический сад университета – лесопарковая территория, государственный памятник природы регионального значения «Ботанический сад Нижегородского университета».
4. Парк «Швейцария».
5. Парк культуры и отдыха имени 1-го Мая – бывшая территория Всероссийской выставки 1896 года.
6. Урочище Слуда — природный парк, государственный памятник природы регионального значения.
7. Щёлковский хутор — лесопарковая зона Щёлковский хутор и Марьина роща с прудами.
8. Парк университетского городка на проспекте Гагарина
9. Парк имени Кулибина.
10. Парк на территории Нижегородского Кремля.
11. Парк Пушкина — городской ландшафтный парк культуры и отдыха им. А. С. Пушкина.
12. Александровский сад.
13. Сквер на площади Минина и липовые аллеи вдоль стен Кремля.
14. Сквер на площади Свободы.
15. Липовые аллеи на проспекте Гагарина.
16. Аллеи по улице Малая Ямской
17. Зеленые территории вокруг спортплощадки НГТУ на улице Красносельской.
18. Палисадники на улице Красносельской, 11 и улице М. Ямской.
19. Около 30 групп возрастных деревьев и более 50 отдельно стоящих старых деревьев в Советском, Нижегородском. Ленинском Канавинском, Автозаводском районах.

Закономерные и, порой, противоречащие экологическому подходу преобразования развивающейся городской среды Нижнего Новгорода привели к существенным негативным изменениям изучаемых зелёных зон за период исследования. К настоящему времени большинство наблюдаемых старых деревьев вырублены, ряд зеленых территорий исчез в результате застроек и реконструкций. Природные комплексы парковых зон, Окских склонов необратимо деградируют, теряют своё биоразнообразие, испытывая значительный антропогенный прессинг в результате мероприятий по благоустройству.

Результаты исследования

1. За период 28-ми летнего мониторинга с 1990 по 2017 годы на обследованной территории Окских склонов выявлено 50 видов дневных булавоусых чешуекрылых, которые составляют 88% от числа видов этой группы известных для Нижнего Новгорода и 34% – для Нижегородской области. За 33-х летний мониторинг 19-ти исследуемых зеленых зон Нижнего Новгорода в период с 1984 по 2017 годы зарегистрировано 6 видов бабочек рода Catocala, которые составляют 60% от фауны данной группы Нижегородской области.

2. 28-ти летний мониторинг комплекса булавоусых чешуекрылых Окских склонов позволил судить о сохраняющихся негативных тенденциях динамики его структуры в результате антропогенных воздействий. Так к 2017 году таксономическая структура утратила: 17% семейств – 1 (сем. Бархатницы) из 6 , 58% родов – 23 из 40, 62% видов – 31 из 50. Зоогеографическая структура, изначально включавшая виды 12-ти типов ареалов, обеднела на четверть, при этом наибольшую устойчивость проявили виды с транспалеарктическим, голарктическим, евро-байкальским типами ареала и космополиты. Экологическая структура комплекса также демонстрирует оскудение на 29%; число лугово-лесных видов сократилось в 3 раза, в то время как доля лугово-степных возросла на 20%. В этологической структуре комплекса к 2017 году намелась тенденция к выравниванию процентного соотношения видов с разной степенью миграционной активности при некотором преобладании активных мигрантов и мигрантов, посещающих данные стации пролетом в периоды весенне-летних перемещений, в то время как оседлые виды исчезают. В целом наибольшую устойчивость к негативному воздействию антропогенных факторов проявляют виды-мигранты, широкие полифаги и олигофаги, лугово-степные, а из семейств – Белянки, сочетающие в себе эти качества.

3. Выделили 5 условных групп булавоусых чешуекрылых-биоиндикаторов для возможности оценки состояния зелёных территорий в условиях урбосистемы: степени устойчивости биоценозов, рекреационно-оздоровительной ценности и комфортности городской среды.

1. Урборезистентные виды – виды, более или менее устойчивые к антропогенным воздействиям и способные поддерживать свои популяции в условиях городской среды, регистрируемые на протяжении всего периода исследований.

2. Урбофобные виды – виды, не выдержавшие жесткого антропогенного прессинга, зарегистрированные только в начале исследований в 1990 году и в последующие периоды более не встречающиеся.

3. Урболимитируемые виды – виды, способные выдерживать антропогенное давление до определенного, «критического», уровня, зарегистрированные в начале исследований в 1990 году и в 2006 году.

4. Урботолерантные виды – виды, способные выдерживать влияние одного или двух  негативных антропогенных факторов и восстанавливать свои популяции в условиях городской среды, зарегистрированные в начале исследований в 1990 году и в 2017 году.

5. Новые виды – виды, зарегистрированные впервые на данной территории в 2013 г.

Многолетний мониторинг комплекса булавоусых чешуекрылых выявил прогрессирующую деградацию природного сообщества исследуемого участка Окских склонов под воздействием определенных систематических антропогенных нагрузок. Об этом красноречиво свидетельствует:

1) преобладание в комплексе 2017 года урборезистентной группы, число видов которой хотя и сократилось на треть – до 10, но доля их возросла до 53%, что в три раза превышает представленность урботолерантной группы;

2) исчезновение 14 урбофобных видов, доля которых 28 лет назад составляла 31%.

4. 33-х летний мониторинг 19 зелёных зон Нижнего Новгорода выявил регрессивный характер динамики видового состава рода Catocala: с 2008 года число видов сократилось на треть – с 6 до 4, а с 2010 года бабочки во время рейдов не наблюдаются. Это может служить доказательством деградации данных природных сообществ. Основной причиной этого является экологически непродуманная хозяйственная деятельность по благоустройству зелёных территорий, учитывающая только технические и материальные аспекты.

5. На 20-ти исследуемых зелёных территориях Нижнего Новгорода наблюдается сокращение биоразнообразия, упрощение структуры фитоценозов и комплексов высших чешуекрылых из-за систематического воздействия таких негативных для природных сообществ антропогенных факторов, как регулярное и частое низкое выкашивание, вырубка подлеска, тотальный сбор листового опада, искусственное формирование нехарактерных крон у деревьев, спиливание возрастных деревьев, весенне-летние палы сухого травостоя. При наличии зон «покоя», исключающих чрезмерный антропогенный прессинг на биоценозы, их биоразнообразие может восстановиться за несколько лет.

Полученные данные свидетельствуют о проявлении негативной тенденции оскудения и обеднения видового состава исследуемой группы высших разноусых чешуекрылых как элемента  природного комплекса Нижнего Новгорода.

Анализ сложившейся ситуации позволяет понять её причины и выявить проблемы охраны бабочек рода Catocala:

1) вырубка возрастных деревьев – ликвидация микролокалитетов, мест обитаний всех стадий развития;

2) спиливание нижних веток деревьев при формировании нехарактерной кроны для данных лиственных пород – ликвидаци ямест дневки бабочек и питания гусениц ряда видов, которые демонстрируют четкую привязанность к определенным ярусам кроны дерева;

3) тотальная вырубка  молодого подроста и корневых отпрысков этих деревьев –  уничтожение места питания гусениц ряда видов;

4) низкое выкашивание травостоя в целом, и особенно  у основания стволов деревьев – изменение микроклиматических условий, необходимых для развития куколок, и фактор беспокойства;

5) уборка листового опада –это один из самых негативных факторов, сочетающий отрицательное прямое и косвенное антропогенное влияние на исследуемую группу чешуекрылых,подрывающий численность их популяций, а при многолетней регулярной практике, и полное уничтожение видов – ликвидация места зимовки куколок – будущих бабочек, и уничтожение самих куколок вместе с ним.

Таким образом, сам факт наличия в таком большом промышленном мегаполисе, как Нижний Новгород, Орденских лент, которые даже в условиях дикой природы малочисленны, и встречи с ними нечасты, говорит об уникальности ещё сохранившихся зеленых зон! Однако многолетний мониторинг, позволил выявить, к сожалению, негативные качественные и количественные изменения комплексов Catocala как биоиндикаторов: на одну треть сократился их видовой состав, а с 2015 года в нагорной части города виды рода Catocala не отмечаются. Это свидетельствуют о том, что исследуемые зелёные территории города стремительно деградируют и сокращаются под воздействием мер по «благоустройству и озеленению»!В результате дальнейшего осуществления таких антиэкологических мероприятий по «европеизированию» и  «облагораживанию» природной среды Нижнего Новгорода может произойти повсеместное уничтожение экологических ниш, занимаемых орденскими лентами. Это неизбежно приведёт к исчезновению этих удивительных бабочек из городских природных сообществ, которое повлечёт за собой нарушение естественных экологических взаимоотношений в них и дальнейшее необратимое сокращение биоразнообразия оставшихся немногочисленных природных комплексов урбосистемы!

 

Для сохранения видов рода Орденские ленты в условиях урбосистемы необходимо принять следующие меры:

1) прекратить уборку листового опада на территории парков, скверов, аллей и непосредственно у основания стволов деревьев – прикомлевом кругу;

2) пересмотреть отношение к формированию искусственных форм крон деревьев  и спиливанию нижних веток, что в свою очередь негативно сказывается на общем  состоянии городской атмосферы и шумоизоляции, что очень значимо для большого города;

3) сохранять естественный травостой, молодую поросль деревьев и подлесок –  второй и третий ярусы парковых и других зеленых зон;

4) выделять «зоны покоя» в парках.

 

 

Материалы данного исследования использованы автором при его участии в составе инициативной группы сотрудников кафедры зоологии и общей биологии НГПУ совместно с «Дронтом» в проекте «Прекрасный зеленый: Экологически ориентированные технологии ведения городского хозяйства» (2012 г.): в процессе проведения 5 деловых экскурсионных встреч с представителями Министерства экологии и природных ресурсов Нижегородской области, руководителем отдела озеленения Управления по благоустройству администрации г. Н. Новгорода, представителями СМИ, научным сотрудником ботанического сада ННГУ; в ходе работы семинара на базе городской администрации при разработке рекомендаций по содержанию зеленых территорий г. Нижнего Новгорода, на основе которых внесены изменения в статью 11 Закона Нижегородской области «Об обеспечении чистоты и порядка на территории Нижегородской области».

Материалы данного исследования использованы при участии автора в качестве члена РЭО Нижегородского отделения в обсуждении раздела «Беспозвоночные животные» нового издания Красной Книги Нижегородской области на базе ННГУ.