ЗООЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2011, том 90, № 7, с. 861-882
УДК 598.28/29
СОВРЕМЕННАЯ ТЕЛЕМЕТРИЯ: НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ
В ОРНИТОЛОГИИ
© 2011 г. Л. В. Соколов
Зоологический институт РАН, С.-Петербург 199034, Россия e-mail: leonid-sokolov@mail.ru Поступила в редакцию 15.12.2010 г.
Рассматриваются современные методы телеметрии птиц и результаты исследований, полученные при помощи этих методов. Появление высокотехнологических способов слежения за перемещениями птиц существенно расширяет, а в ряде случаев кардинально меняет наши представления об их жизнедеятельности. После создания радиопередатчиков для птиц (от простых локального действия до долговременно работающих спутниковых) открываются новые возможности для их исследования.
Ключевые слова: телеметрия, орнитология, перемещения птиц.
Появление новых методов слежения за перемещениями птиц существенно расширяет, а в ряде случаев кардинально меняет наши представления о разных сторонах их жизнедеятельности. Индивидуальное мечение птиц началось еще в средние века, когда на пойманных цапель надевали пластинки или кольца и выпускали их на волю (Штейнбахер, 1956). В 1890 г. преподаватель гимназии датчанин Х.К. Мортенсен начал метить скворцов цинковыми пластинками, а в 1899 г. перешел к мечению птиц при помощи ножных колец из легкого металла с выбитыми на них порядковыми номерами и адресом исследователя. Тремя годами позже немецкий профессор И. Тинеманн определил кольцевание птиц как одну из важнейших задач созданной в 1901 г. орнитологической станции Росситтен на Куршской косе Балтийского моря. Кольцевание стало главным методом изучения перемещений птиц. Более чем за сто лет кольцевания птиц в разных странах мира был накоплен колоссальный банк данных по повторным поимкам меченых птиц, которым будет пользоваться не одно поколение исследователей. Однако метод индивидуального мечения птиц имеет недостатки и ограничения, связанные с тем, что, во-первых, он требует массового кольцевания, чтобы получить необходимое для анализа число повторных поимок, а во-вторых, не дает возможности проследить маршрут перемещения птицы. Возникла необходимость создания новых методов слежения за перемещениями животных.
Такие методы стали появляться в начале 60-х гг. прошлого века после того, как были созданы радиопередатчики. Первоначально это были достаточно громоздкие ультракоротковолновые (УКВ) устройства, которые крепились только на круп-
ных птицах. Для их применения требовались специальные источники питания, антенны и приемники. В настоящее время помимо миниатюрных передатчиков ограниченного действия весом менее 1 г появились небольшие спутниковые передатчики от 20 до 5 г, позволяющие следить не только за локальными перемещениями птиц, но и за их сверхдальними миграциями на протяжении нескольких лет.
После применения телеметрии за перемещениями диких животных она стала использоваться для изучения их локальных перемещений, дисперсии, определения размеров индивидуальных участков (home range) и выяснения мест обитания. С появлением спутниковых передатчиков стали активно изучать маршруты, скорость и высоту миграции птиц. Позже с помощью телеметрии начали исследовать социальное поведение, внутривидовые и межвидовые отношения, использовать ее методы для оценки смертности и численности разных видов животных (White, Garrott, 1990; Benvenuti, 1993; Beekman et al., 1996; Seegar et al., 1996; Guan, Higuchi, 2000; Kenward, 2001; Fuller et al., 2005; Olival, Higuchi, 2006; Mey-burg, Fuller, 2007; Whitworth et al., 2007; Hart, Hyrenbach, 2009). Сейчас этот метод получает все более широкое распространение не только среди специалистов, изучающих позвоночных животных, но и беспозвоночных, включая насекомых.
Орнитологические задачи, решаемые при помощи телеметрии
В настоящее время передатчики применяются при изучении следующих аспектов биологии птиц:
1) путей и направлений миграции (Higuchi et al., 1991, 2006; Meyburg et al., 1995, 2002, 2006; Johnson et al., 1997; Fuller et al., 1998; Guan, Higuchi, 2000; Kanai et al., 2000; Berthold et al., 2001, 2004; Hake et al., 2001, 2003; Green et al., 2002; Fox et al., 2003; Haines et al., 2003; Kaatz, 2004; Gill et al., 2005; Judas et al., 2006; Trierweiler et al., 2007; Gschweng et al., 2008; Pütz et al., 2008; Stutchbury et al., 2009; Lo'pez-Lo'pez et al., 2009, 2010; Bächler et al., 2010; Egevang et al., 2010 и др.);
2) скорости и высоты миграции (Bögel, Bur-chard, 1992; Javed et al., 2000; Hake et al., 2001, 2003; Kjelle'n et al., 2001; Miller et al., 2005; Meyburg et al., 2002, 2006; Soutullo et al., 2006; Strandberg et al., 2009; Hedenström, 2010);
3) продолжительности миграционных полетов и остановок (Aborn, Moore, 1997; James et al., 2000; Harris et al., 2000; Kanai et al., 2002; Shimazaki et al., 2004; Fransson et al., 2008; Galarza, Dennis, 2009; Strandberg et al., 2009; Чернецов, 2010);
4) времени старта ночной миграции и дисперсии (Cochran et al., 1967; Äkesson et al., 1996, 2001; Moore, Aborn, 1996; Bolshakov, Chernetsov, 2004; Bolshakov et al., 2007; Mukhin et al., 2009);
5) физиологического и энергетического состояния (Sawby, Gessamen, 1974; Bögel, Burchard, 1992; Weimerskirch et al., 1995; Pennycuick, 1996; Clausen et al., 2003; Pennycuick, Battley, 2003; Bow-lin et al., 2005; Gill et al., 2005; Tsvey et al., 2007; Hedenström, 2010; Косарев, Кобылков, 2010; Stutch-bery et al., 2011);
6) ориентации и навигации (Gudmundsson et al., 1995; Mouritsen et al., 2003; Chernetsov et al., 2004, 2005; Cochran et al., 2004; Thorup et al., 2007; Wikelski et al., 2007);
7) хоминга и филопатрии (Southern, 1970; Ko-sarev, Sokolov 2007; Mukhin et al., 2009; Garcia-Ri-polle's et al., 2010; Oppel, Powell, 2010);
8) гнездовой и послегнездовой дисперсии (Ba-hat, 1992; Griesinger et al., 1992; Meyburg, Lobkov, 1994; Walls, Kenward, 1994; Hyrenbach, Dotson, 2001; Rafanomezantsoa, 2002; McGrady et al., 2003; Mukhin et al., 2005; Glahder et al., 2006; Soutullo et al., 2006; Weimerskirch et al., 2006; Anker-Nilssen, Aarvak, 2009; Pearce, Petersen, 2009; Cadahia et al., 2008);
9) размера индивидуального участка (Naef-Paenzer, 1993; Kralovec, 1994; Jiguet, Villarubias, 2004; Judas et al., 2006; Meyburg et al., 2006);
10) сроков сезонных явлений (Martell et al., 2001; Fox et al., 2003; Meyburg et al., 2005; Battley, 2006; Glahder et al., 2006; Kosarev, Sokolov, 2007а);
11) территориального и социального поведения (Walls, Kenward, 1994; Tyack et al., 1998; Pütz etal., 2007; Driscoll, Ueta, 2002; Javed et al., 2006; Therrien et al., 2008);
12) территориального и биотопического распределения (Jouventin, Weimerskirch, 1990; Weimerskirch, 1990; Ancel et al., 1992; Grubb et al., 1994; Kanai et al., 1994; Falk, Moller, 1995; Davis etal., 1996; Berthold et al., 2001; Higuchi et al., 2000; Berthold et al., 2001; Tamura et al., 2001; Kenow etal., 2002; Ueta et al., 2002; Aarvak, 0ien, 2003; Haines et al, 2003; Morimoto et al., 2005; Therrien et al., 2008; Glahder et al., 2006; Meyburg et al., 2006; Mosbech et al, 2006; Peterson et al., 2006; Ktitorov etal., 2010);
13) демографии (Snyder et al., 1989; Bunck et al., 1995; Esler et al., 2000; Cadahia et al., 2005; Murray, 2006; Strandberg et al., 2010; Oppel, Powell, 2010);
14) экологии вида (Weimerskirch et al., 1993; Hamer et al., 2000; Therrien et al., 2008; Glahder et al., 2006; Mosbech et al., 2006);
15) сохранения, акклиматизации и реинтро-дукции вида (Higuchi et al., 2004; Galarza, Dennis, 2009);
16) переноса птицами патогенных вирусов (Whitworth et al., 2007; Prosser et al., 2009; Gaidet etal., 2010);
17) местонахождения и перераспределения охотничьих видов и др.
Радиопередатчики, прикрепленные к птицам, в частности к пингвинам и другим морским птицам, можно использовать для сбора гидрологической и аэродинамической информации, включая температуру и прозрачность воды на разных глубинах, температуру и скорость воздушных потоков и т.д. (Bögel, Burchard, 1992; Wilson et al., 1994).
Поскольку методы телеметрии достаточно трудоемки и дороги по сравнению с простым кольцеванием, исследователь должен четко определить задачи и план своей работы. Необходимо определить: 1) размер и тип радиопередатчика, 2) наиболее удобный и безопасный способ его крепления на птицу, 3) оптимальные способы слежения за перемещениями птиц, 4) возможности повторной поимки и замены или снятия передатчика, 5) методы обработки и анализа данных радиопрослеживания.
По вопросам планирования и проведения радиотелеметрических исследований опубликовано много работ, которые можно использовать при разработке своего проекта ( Kenward, 2001; Coyne, Godley, 2005; Fuller et al., 2005 и др.). Отлов, обработка и мечение диких птиц радиопередатчиками строго регламентируется в большинстве стран, включая Россию. Поэтому для таких работ необходимо получить разрешительные документы и лицензии.
Ультракоротковолновые радиопередатчики (УКВ). Первые передатчики, которые стали использовать для птиц, были простыми и громоздкими ультракоротковолновыми устройствами, которые
Таблица 1. Характеристики современных передатчиков, применяемых при исследовании птиц
Передатчик
Показатель локальный УКВ спутниковый геолокатор (логгер)
ППТ GPS
Вес передатчика, г 0.2-12 5-18 20-60 0.4-12
Продолжительность От 5 дней-до не- От нескольких месяцев- От нескольких месяцев— От нескольких месяцев-
работы скольких месяцев до нескольких лет до нескольких лет до нескольких лет
Расстояние приема 0.1-100 Неограниченное Неограниченное -
сигнала, км
Точность определе- 5-500 м 100-200 м 10—20 м 50-100 км
ния координат
Интервал слежения Постоянное 4 ч Постоянное слежение Постоянное слежение
слежение
Тип слежения Антенное Спутниковое Спутниковое Запись
Источник питания Аккумулятор Аккумулятор, солнечная Аккумулятор, солнечная Аккумулятор
энергия энергия
Стоимость, доллар 100-300 2000-3000 2500—3500 100-200
крепились на спину птице. Для их применения нужны источник питания, приемник, антенны и крепежные материалы. В настоящее время выпускаются разные передатчики —
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.