Теоретическая значимость и новизна исследования. В результате многолетних полевых и лабораторных исследований изучена пространственно-временная структура и эколого-эволюционные аспекты раннего онтогенеза колониальных видов птиц на примере черношейной поганки и озерной чайки. Выявлены этапы формирования поливидовой колонии птиц, включающие распределение гнезд в пределах биологического центра и периферии колонии. Описаны микроколонии как элементарные совокупности гнезд, лежащие в основе формирования колониального поселения птиц. Пространственно-временная структура поливидовой колонии птиц изучена со стадии моновидового биологического центра до стадии поливидовой периферии. Описание стадий формирования пространственно-временной структуры поливидовых и моновидовых колоний является существенным вкладом в разработку экологических проблем, связанных с изучением структуры и функционирования надорганизменных сообществ. Впервые удалось представить формирование колонии как процесс, протекающий в пространстве за определенный промежуток времени. Выделение этапов позволяет судить об экологических механизмах формирования и функционирования поливидовых и моновидовых колоний. Проведено сравнение биологических аспектов раннего онтогенеза при размножении птиц в биологическом центре и на периферии колонии. Выявлены статистически достоверные различия по параметрам гнезд, яиц, ритмичности откладки яиц, длительности инкубации и другим параметрам. Сравнение оологических параметров озерных чаек и черношейных поганок, размножающихся на разных участках колониального поселения, доказывает возрастную гетерогенность птиц одной колонии.
Комплексный подход к изучению биологических аспектов раннего онтогенеза колониальных видов птиц позволил оценить значение распределения гнезд на территории колонии в формировании и сохранении структуры колониальных поселений птиц. Впервые получены данные о параметрах раннего онтогенеза колониально гнездящихся видов птиц в сравнительном аспекте для биологического центра и периферии колонии. Результаты многолетних полевых исследований позволяют сделать выводы о закономерностях эколого-эволюционных процессов, происходящих в колонии.
Анализ экологических аспектов существования моновидовых и поливидовых колоний птиц проведен с использованием метеорологических приборов, позволивших оценить интенсивность действия абиотических факторов среды и сделать вывод о микроклиматических различиях в пределах колониального поселения птиц. Описаны эколого-этологические аспекты существования поливидовой колонии птиц с учетом биоценотических взаимоотношений между гнездящимися птицами.
Практическая значимость. Материалы исследования по изучению биологии гнездовой жизни озерной чайки и черношейной поганки и пространственно-временной структуры колоний птиц важны при прогнозировании и регуляции численности птиц в естественных экосистемах. Данные о характере размножения колониальных видов птиц на примере черношейной поганки и озерной чайки используются при мониторинге антропогенно трансформированных территорий. Характер размножения и особенности протекания раннего онтогенеза озерной чайки и черношейной поганки являются индикатором состояния водных экосистем.
Положения диссертации используются в лекционных курсах и практических занятиях по теории эволюции, биологии, биологии с основами экологии на естественно-технологическом факультете Челябинского государственного педагогического университета. Также результаты исследований по биологии гнездовой жизни птиц вошли в содержание спецкурса "Актуальные проблемы орнитологии" и факультатива "Методы полевых зоологических исследований". Публикации автора диссертационного исследования применяются студентами факультета при выполнении курсовых и квалификационных работ.
Экологические аспекты исследования включены в содержание курсов "Общая экология", "Учение о биосфере" и "Прикладная экология", разработанных для проведения занятий в Региональном институте педагогического образования и дистанционного обучения.
Данные многолетних исследований по изучению пространственно-временной структуры и биологических аспектов гнездовой жизни колониальных видов птиц успешно применяются при проведении полевых практик по биологии, зоологии позвоночных животных, общей и прикладной экологии.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на орнитологических конференциях Волжско−Уральского региона (Свердловск, 1988; Оренбург, 1989), Всесоюзном совещании зоологов педвузов (Махачкала,19980), Всесоюзной орнитологической конференции (Витебск,1991); I Международном совещании по оологии (Липецк, 1993), 3-ей Международной конференции "Экология и охрана окружающей среды" (Владимир, 1996), конференции по итогам научно – исследовательских работ преподавателей, сотрудников и аспирантов (Челябинск,1996;1998; 2001; 2002; 2003), конференции "Проблемы экологии и экологического образования Челябинской области" (Миасс,1997; Челябинск, 2000; 2001; 2008), научно-практической конференции "Десятилетие природоохранной службы Российской Федерации. Проблемы. Рещения. Перспективы" (Челябинск, 1998), конференции "Экологическая культура и безопасность России"(Челябинск,1998), Всероссийской конференции "Проблемы экологии и экологического образования: состояние, пути решения" (Красноярск,1998),IV региональной конференции "Животный мир Южного Урала и северного Прикаспия"(Оренбург,2000); I и II региональных конференциях "Адаптации биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды" (Челябинск, 2001; 2002), II Международной орнитологической конференции "Современные проблемы орнитологии Сибири и Центральной Азии" (Улан-Удэ, 2003), III Международной конференции "Актуальные проблемы оологии" (Липецк, 2003), Всероссийской конференции "Адаптации биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды" (Челябинск, 2004; 2002), I, II Международной конференции "Адаптации биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды" (Челябинск, 2006; 2008), III Международной орнитологической конференции "Современные проблемы орнитологии Сибири и Центральной Азии" (Улан-Удэ, 2006), Международной конференции "Проблемы биологии, экологии и образования: история и современность" (Санкт-Петербург,2006), XII Международной орнитологической конференции Северной Евразии (Ставрополь, 2006), Международной конференции "Проблемы популяционной экологии животных" (Томск, 2006), межвузовской конференции "Экологические проблемы Зауралья" (Ишим, 2007), Всероссийской конференции "Изучение птиц на территории Волжско – Камского края" (Чебоксары, 2007), Пятой Всероссийской конференции "Проблемы биологической науки и образования в педагогических вузах" (Новосибирск, 2008), Международной конференции "Культура и образование как фактор развития региона" (Ишим, 2008), Международная конференция "Современные проблемы экологии и экологического образования" (Орехово-Зуево, 2009), II Международной конференции "Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных" (Саранск, 2009), Всероссийской конференции "Инновационные процессы в области химико-педагогического и естественнонаучного образования" (Оренбург, 2009)
Публикации. По теме диссертации опубликована монография "Гнездовая жизнь озерной чайки и черношейной поганки на Южном Урале" (доля участия автора− 100%), 90 работ, в том числе 9 статей в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 9 глав, выводов, списка цитируемой литературы. Диссертация изложена на 337 страницах и проиллюстрирована 41 рисунком и 131 таблицей. Список цитируемой литературы включает 340 наименований работ, в том числе 34 на иностранных языках.
Личное участие автора в получении научных результатов. Личный вклад соискателя заключается в разработке идеи, определении и проведении научного поиска, в постановке цели, задач, в подготовке программы исследований, планировании, в выборе методов исследований, постановке и проведении экспериментов, в статистической обработке и интерпретации полученных результатов.
Благодарности. Работа над диссертацией сопровождалась поддержкой глубокоуважаемых коллег, которым я выражаю искреннюю признательность. Особую благодарность мне хотелось бы выразить своему первому научному руководителю доктору биологических наук, профессору Антону Михайловичу Болотникову (1914-1994гг.), под руководством которого были выполнены первые исследования по изучению гнездовой жизни колониальных видов птиц. Глубоко благодарен научному консультанту доктору биологических наук, профессору Аркадию Ивановичу Шуракову за руководство исследованиями по изучению пространственно-временной структуры поливидовых колоний у птиц. Выражаю слова признательности доктору биологических наук, профессору Вадиму Константиновичу Рябицеву за многолетнюю поддержку моей работы, своевременные советы и рекомендации по проведению полевых исследований. Искренне благодарю кандидата биологических наук, профессора Николая Антоновича Литвинова за всестороннюю поддержку и советы при работе над монографией и коллектив возглавляемой им кафедры зоологии Пермского государственного педагогического университета за активное участие в обсуждении содержания диссертации. Глубоко признателен и благодарен за многолетнюю поддержку и всестороннюю помощь на всех этапах выполнения работы ректору Челябинского государственного педагогического университета, профессору Виталию Викторовичу Латюшину.
Содержание работы
1. Материал и методы исследования
Исследования биологии гнездовой жизни озерных чаек (LarusridibundusL., 1760) и черношейных поганок (PodicepsnigricollisC.L. Brehm, 1831) (Степанян, 1975) проведены в поливидовой колонии, формирующейся на оз. Курлады, в окрестностях г. Копейска Челябинской области и моновидовой колонии оз. Смолино из окрестностей г. Челябинска. Полевые и лабораторные исследования выполнены с 1988 г. по 2007 г. Результаты исследований по биологии гнездовой жизни колониальных видов птиц явились основой для описания пространственно-временной структуры поливидовых поселений птиц и анализа эколого-эволюционных аспектов раннего онтогенеза озерных чаек и черношейных поганок.