Керування популяціями та їх життєздатність

4.4.1. Життєздатність популяцій

Що стосується поняття життєздатності популяцій, то воно відноситься до категорії таких фундаментальних понять, як стратегія популяцій, великий життєвий цикл популяції, стійкість і стабільність біотичних систем.

Життєздатність популяції — сукупність властивостей, ознак і зав’язків, що забезпечують притаманну їй здатність підтримувати рівень системної організації, необхідний для збереження базових функцій — відновлення, розселення та еволюції (Жиляєв, 2005). Встановлення життєздатності популяції досягається за рахунок вивчення її індивідуаль­них і групових ознак (характеру онтогенезу, особливостей репродукції, темпів оновлення поколінь, репродуктивної ефективності, просторової, статевої, етологічної структур тощо). В ідеалі аналіз життєздатності популяції повинен охоплювати етап емпіричного обліку багаторічної динаміки диференційних ознак і етапів її відтворення. Першочергове завдання — визначити мінімальні умови, за яких у даному оселищі не виникає загрози втрати життєздатності популя­цій і зберігається можливість їх адаптації у мінливих умовах середовища.

4.4.2. Керування популяціями

Раціональна експлуатація біотичних ресурсів, призупи­нення росту чисельності особин окремих видів, які з позиції людини є шкідниками сільськогосподарських культур, тва­рин тощо, а також охорона рідкісних, ендемічних, реліктових і видів, що знаходяться під загрозою зникнення, вимагають глибоких знань організації та динаміки популяцій. Без таких знань будь-які заходи щодо керування біотичними ресурса­ми, охорони будуть малоефективними.

Під поняттям «керування популяціями» розуміємо ком­плекс науково обґрунтованих заходів, спрямованих на під­тримання життєздатності популяції.

Керування популяціями доцільно застосовувати як у ви­падку їх охорони, так і в разі їх експлуатації. Під час експлу­атації природних популяцій виникають три проблеми, які необхідно вирішити:

• підвищення щільності малих і популяцій, що зникають;

• отримання сталого рівня промислу (сировини, особин, частин особин (для ботанічних об’єктів тощо), або рівня «врожаю» для популяцій, які експлуатують);

• зниження щільності популяцій, які надмірно численні та швидко зростають.

Ці три проблеми актуальні і для охорони популяцій.

У мисливстві, рибальстві та охороні часто трапляється так, що важливою стає якась одна проблема. Наприклад, у рибальстві актуальне забезпечення стабільного рівня про­мислу. Інші дві проблеми виникають зрідка. Що стосується сільськогосподарської ентомології, то тут важлива проблема зниження щільності популяцій тварин, які завдають шко­ди сільськогосподарським культурам. Вирішення цих трьох проблем можливе, якщо є способи керування динамікою чисельності особин. Наприклад, впливати на динаміку чи­сельності особин популяції можна через вплив на їх оселища (заболочені місця — для комарів), джерела води, кормові запаси тощо, а в інших випадках доцільно використовувати прямі методи (тобто методи, які прямо впливають на життя особин, — відстріл, відловлювання, застосування хімічних речовин тощо). У заповідних умовах прямі методи регулю­вання чисельності особин не застосовують.

4.4.3. Охорона популяцій

Вирішення багатьох завдань, пов’язаних з охороною біо­тичних систем, залежить не стільки від наукових і технічних можливостей забезпечення охорони, скільки від економічної та соціальної підтримки. Досить часто навіть неспеціаліст може визначити причину зменшення чисельності особин, а у випадку, коли це не вдається, зробити вірогідні припущення. Найскладніше переконати фінансистів (наприклад, держ- службовців міністерств) та широку громадськість у доціль­ності збереження тієї чи іншої біотичної системи.

Понад 95 % усіх проблем, пов’язаних з охороною диких популяцій тварин, зумовлені двома причинами: живленням і зміною оселищ їх життя. Вирішення цих проблем може бути як простим, так і складним. Не завжди потрібно проводити довготривалі дослідження, якщо перші коректні результати можна отримати порівняно швидко. Завдання запобігання зменшенню чисельності особин доцільно вирішувати у два етапи.

Перший етап — дослідження причин зменшення чисель­ності особин буде легким, якщо є доступ до популяції, яка перебуває у сприятливих умовах. Тоді можна порівняти умо­ви життя двох популяцій («критичної» та «нормальної»). На­приклад, з’ясовано, що на території, заселеній «критичною» популяцією, умови середовища подібні до умов нормальної популяції, але там випасають овець, а на площі «нормаль­ної» популяції овець нема. У цьому разі, щоб переконатися, що причиною зменшення чисельності особин у «критичній» популяції є випасання овець, достатньо його заборонити. Якщо зменшення чисельності припинене, то зникає потреба в другому етапі досліджень. Багато природоохоронних заходів і вирішують таким способом, тобто порівнюють умови існу­вання нормальних популяцій і тих, які потребують охорони. У випадку, коли продовжується і далі зменшення чисельності особин, постає потреба у другому етапі досліджень. Перш за все потрібно звернути увагу на питому народжуваність, тобто з’ясувати, чи не прихована причина у способах роз­множення. Зазначено, що зниження питомої народжуваності трапляється зрідка. Та якщо воно є, то зумовлене хворобами або дією якихось інших чинників.

Зменшення чисельності можливе також унаслідок зни­ження плодючості або зростання смертності. Якщо пло­дючість знаходиться на нормальному рівні, то причина зниження чисельності особин — у їх високій смертності.

Якщо відома найуразливіша вікова група особин і з’ясо­вано, що їх смертність зумовлена зміною умов існування, то необхідно провести подальші дослідження: опитати місце­вих жителів (що змінилось); проаналізувати дані щодо клі­мату, порівняти за декілька років аерофотознімки, карти. Ці дослідження дадуть змогу оцінити зміни, які відбулись в оселищах популяцій. Якщо не виявлено суттєвих змін, то наступним кроком може бути паразитологічний аналіз ор­ганізмів, а кінцевим — консорційний. Консорційний аналіз полягає у визначенні взаємовідношень між досліджуваними особинами та іншими живими організмами, які пов’язані з цими процесами життєдіяльності, а також абіотичним се­редовищем.

Якщо відома причина зменшення чисельності особин, розробляють план дій щодо запобігання негативним наслід­кам. Такі дії можуть бути адміністративними: заборона екс­плуатації, реконструкція оселищ, збільшення кормової бази для популяції тощо.

Наведені приклади — загальні. Кожен біологічний об’єкт, який перебуває під загрозою, потребує специфічних заходів щодо збереження його біологічних особливостей. Збереження популяцій, видів надзвичайно дороге, іноді воно суперечить важливим соціальним програмам. Наведемо деякі приклади заходів щодо збереження популяцій видів, які перебувають під загрозою вимирання.

1. Лише для природних популяцій:

• перерозподіл особин або генетичного матеріалу (насін­ня, сперми тощо);

• збільшення ємності оселища (наприклад, підгодівля);

• обмеження розселення особин (наприклад, шляхом об­городження);

• вигодовування молодняку;

• зниження смертності особин (наприклад, вакцинація, контроль за паразитами, хижаками, боротьба з браконьєрами);

• вибракування особин;

• охорона оселищ;

• відновлення оселищ.

2. Лише для популяцій, які перебувають у неволі:

• підтримка популяцій, які розмножуються в неволі, для репродукції та (або) постійного збереження штучних умов;

• збереження генетичних і демографічних параметрів (генетичної гетерогенності, народження і смертності, щіль­ності);

• збереження гамет або зародків у міні-зоопарках (гене­тичних банках);

3. Для природних популяцій і популяцій у неволі:

• реінтродукція вирощених у неволі особин або генетич­ного матеріалу в зайняті популяцією оселища або у потен­ційно придатні, але ще не заселені;

• відловлювання особин або збирання генетичного ма­теріалу для розведення в неволі.

Кожен із названих заходів під час його реалізації потре­бує суттєвого фінансового забезпечення та підтримки громад­ськості. Наприклад, успішна боротьба з браконьєрством мож­лива лише за підтримки на державному рівні: це збільшення кількості єгерів, їх фахова підготовка, забезпечення транс­портом, сучасною технікою, законодавчими актами тощо.

4.4.4. Експлуатація промислових популяцій

Головна мета керування господарськи цінними попу­ляціями — забезпечити сталий рівень здобичі, який би не призвів до її зменшення. Під час організації промислу до­цільно брати до уваги ті чинники, які забезпечують зростання популяції. Передусім це кормовий чинник (наявність пожи­ви), чинник середовища існування популяції (сприятливе, несприятливе). Отже, щоб збільшити зростання популяції, треба збільшити частку ресурсів, які їй потрібні. Якщо за­лишити таку популяцію у спокої, то з часом її зростання буде дорівнювати нулю. Норма експлуатації повинна бути не більша, ніж приріст особин у популяції.

Під час експлуатації тварин, для яких характерний со­ціальний спосіб життя, треба враховувати ієрархічні взає­мовідношення між особинами та групами. Тут можливий варіант, коли забирають якусь одну групу повністю, а інші швидко ростуть, або проводять рівномірний відбір особин з усіх груп. Рівномірний відбір особин з усіх груп практику­ють для кочових видів.

Способи експлуатації популяції повинні враховувати біо­логічні особливості видів, їх популяційну організацію і ґрун­туватися на тривалих спостереженнях за чисельністю особин, їх віковою та просторовою структурами.

Регулювання чисельності. Більшість знищених людиною популяцій зникли, незважаючи на вжиті енергійні заходи, спрямовані на припинення їх вимирання. І навпаки, чис­ленні спроби зменшити чисельність популяцій виявилися марними. Таких прикладів можна навести безліч, це, зокре­ма, спроби зменшити чисельність особин деяких видів ко­мах, нематод, ссавців, бур’янів тощо. Причина вимирання популяцій, які людина не збиралася знищувати, здебільшого була пов’язана з руйнуванням їх оселищ (біотопів), тоді як під час боротьби зі шкідливими видами предметом уваги ставали самі організми. Із цього можна зробити висновок, що популяція чутливіше реагує на зміну середовища її існування, а не на знищення особин.

Зміна умов існування популяції переважно якісно змінює один або більше чинників середовища (освітленість, воло­гість, температура тощо), і популяція не в змозі пристосува­тися до цих змін, внаслідок чого знижується щільність, як це відбувається у разі зменшення кількості ресурсів живлення. Популяція, яку атакують просто відстрілюванням або отру­тохімікатами, не повинна адаптуватися до змін умов середо­вища. Навпаки, для вцілілих особин зростає частка ресурсу (корму, місць захисту, води тощо). Отже, внаслідок боротьби з деякими популяціями завдяки збільшенню ресурсів на одну особину зростає народжуваність і зменшується смертність, що в кінцевому підсумку призводить до відновлення щіль­ності популяції або навіть до її перевищення. Цей підхід і застосовують під час експлуатації популяцій промислових видів.

Що стосується популяцій, чисельність яких треба змен­шити, найефективнішим способом є зміна їх біотопів. Цей спосіб має небагато недоліків порівняно з прямим методом. Більшість популяцій чутливо реагують на зміну найбільш життєво необхідних їм чинників. Таким прикладом може бути зниження чисельності європейського кролика в Новій Зеландії. Спочатку чисельність кроликів зменшили завдя­ки застосуванню прямих методів (отрутохімікатів), а потім змінили їх біотопи, використавши добриво для підвищення урожаю трав’яних рослин і формування густого травостою. З’ясовано, що європейський кролик — пустельна тварина і лише в пустелі або місцях, близьких до неї, може підтри­мувати високу щільність особин.

4.4.5. Моніторинг популяцій

Ухвалення ефективних рішень щодо експлуатації про­мислових видів або охорони та відтворення рідкісних мож­ливе лише за умови наявних багаторічних даних про зміни головних параметрів популяцій, характер та інтенсивність дії на них екзогенних чинників, у першу чергу антропічних. Такі дані можна отримати лише на підставі тривалих досліджень (моніторингу). Розглянемо найінформативніші параметри популяцій, які доцільно залучити в систему моніторингу. Система моніторингу — комплекс тривалих досліджень за взаємопов’язаними параметрами систем.

Перший параметр популяцій (незалежно від того, це компоненти рідкісних чи промислових видів), який потре­бує тривалого дослідження, — чисельність особин. За цим критерієм оцінюють не тільки популяції, а й види. Тривалі дослідження чисельності особин мають бути спрямовані на визначення їх загальної кількості, а також на тенденції зміни протягом років (зменшення, збільшення). Щодо флуктуацій­них змін чисельності протягом року — це значення менш важливе для моніторингу. Обов’язковим також є виявлення чинників, які впливають на чисельність особин.

Другий параметр моніторингу — ареал популяції. Тривалі дослідження змін ареалу популяції дають змогу визначити особливості його фрагментації, виявити найнебезпечніші для життя особин місця. З’являється можливість дати повну ха­рактеристику ареалу популяції, яка вкрай необхідна під час інтродукції особин в інші місця або їх реінтродукції.

Третій параметр, який необхідно вивчити, — організація оселищ популяції. Вивчення оселищ — комплексне завдан­ня, яке потребує оцінки абіотичних і біотичних складових. Головна мета вивчення оселищ — з’ясування ступеня їх деградації з року в рік унаслідок дії антропогенних чинни­ків, природних катастроф чи сукцесій рослинного покриву. Моніторинг оселищ також має охоплювати місця перебуван­ня організмів у заповідних умовах і оптимальні для тих чи інших популяцій. Дані, отримані для таких оселищ, необхідні під час реконструкції деградованих місць проживання осо­бин, а також для оцінки території з метою реінтродукції або інтродукції видів у нові умови.

Четвертий параметр, який треба врахувати під час моні­торингу, — репродукція. У разі аналізу репродукції попу­ляцій необхідно визначити співвідношення між народжу­ваністю особин і їх смертністю, а також те, наскільки умови середовища сприяють цьому процесу. Вивчення репродукції популяцій буває досить складним. Зокрема, можна отрима­ти достовірніші дані для численних популяцій, ніж для не­численних (рідкісних або тих, що перебувають під загрозою зникнення).

П'ятий параметр — вікова, статева, просторова струк­тури популяцій. Дані щодо цих ознак популяцій необхідні для визначення її майбутнього та особливостей розміщення особин у просторі, а також особливостей обміну між ними генетичною інформацією.

Шостий параметр, який потребує вивчення, — це гене­тична структура популяцій, яка для більшості видів рослин і тварин невідома. Необхідна спеціальна програма гене­тичних досліджень природних популяцій (тих, що живуть в умовах «дикої» природи). Без такої програми досліджень, її фінансової підтримки реалізація більшості заходів щодо збереження біотичного різноманіття на видовому рівні не має сенсу.

Недостатню увагу під час тривалих досліджень популяцій приділяють сьомому параметру моніторингу популяцій — по­ведінці особин. На особливу увагу заслуговують ті елементи поведінки, які пов’язані з реагуванням тварин на присут­ність людини та здатністю їх до синантропізації. Особини, які мають такі ознаки поведінки, можна використовувати як засновників груп (відтворення у напівприродних умовах) із переважанням синантропогенних ознак.

Восьмий параметр популяційного моніторингу — жив­лення. Тривалі спостереження за живленням тварин дають змогу виявити зміни раціону (якщо такі зміни простежу­ються), внести корекцію щодо формування кормової бази та розробити рецептуру збалансованого живлення тварин в умовах неволі.

Дев'ятий параметр моніторингу — вплив антропоген­них чинників на популяції. На особливу увагу заслуговує їх вплив на трансформацію оселищ популяції, передусім місць репродукції, вигодовування молодняку, відпочинку тощо. Не менш важливе виявлення реакції тварин на люд­ську діяльність у тій чи іншій місцевості, наприклад реа­гування на шум транспортних засобів, роботи механізмів тощо. Норми реакцій особин і популяцій на таку форму дії антропогенних чинників можуть бути досить мінливими. Зокрема, деякі особини популяцій частіше трапляються в місцях появи людей.

Десятий параметр моніторингу популяцій — стратегія взаємовідносин між людиною та твариною. Ці взаємовід­носини з часом змінюються; добрим прикладом є еволюція оцінки ролі вовка у природі.

Перелічені параметри популяцій, які необхідно врахо­вувати під час моніторингу, не є остаточними. Залежно від біологічних особливостей видів, їх статусу (промисловий, рідкісний, якому загрожує зникнення, релікт, ендемік, має естетичну цінність), кількість параметрів, за якими треба сте­жити, буде змінюватися. Проте без такого моніторингу ефект від керування популяціями буде мінімальним.

4.5.