В. А. Валуев

Институт экологической экспертизы и биоинформационных технологий (ЭкоЭксперт), Республика Башкортостан, 450571, Уфимский район, д. Юматово, ул. Парковая, 36.

E-mail: ValuyevVA@mail.ru

// Вестник охотоведения. Т. 14, № 3, 2017. С. 177-185.

   Аннотация. В работе приведены математические расчёты и фактические данные, показывающие репрезентативность применения понижающего коэффициента (ПК), предложенного нами раннее (Валуев, 2004). Обсуждаются приведённые Н.Г. Челинцевым (2004) алгоритмы, которые, по его мнению, показывают недопустимость использования ПК. Рассматриваются отрицательные (к применению ПК) умозаключения другого специалиста. Приводятся примеры по анализу учётных маршрутов с ПК и без него. Доказывается, что без использования площади биотопов можно проводить обоснованную экстраполяцию.

   Ключевые слова: понижающий коэффициент, обилие, методика, численность, плотность, птицы.

ВВЕДЕНИЕ

   Ю.С. Равкин (1967) указывал, что применяя его методику линейного учёта птиц, возможно определять их обилие в исследуемом биотопе. Соответственно, появляется  возможность определения численности птиц какого-либо административного региона, путём простого расчёта, полученных в результате маршрутных учётов данных. Например, если численность серой мухоловки в биотопе (предположим, в сосновом бору) составляет 10 особей на 1 км², вполне вероятно, что в регионе общей площадью 100 тыс. км² и при этом один к одному похожему по своему флористическому составу на биотоп, в котором проводились учёты, находится 10 ос/ км² × 100 тыс. км² = 1 млн. особей этого вида. Но, опыт, основывающийся на многолетних учётах, показал, что даже при одинаковом флористическом покрове в однотипных биотопах, видовой  и количественный состав птиц может различаться на порядки (Валуев, 2003).

   При удобстве использования методики Ю.С. Равкина (1967), она всё-таки имеет большой изъян, из-за чего и появляются нарекания орнитологов. Он возникает при обнаруживании особи (а тем более стайки птиц) редкого вида до 25-ти метров от учётчика. При этом даже очень редкий вид, становится обычным, а то и многочисленным. Причём даже большое количество учётов, проведённых в дальнейшем, не может снивелировать полученное завышение обилия.

    Устранение данного недостатка и подвигло нас искать способ если и не полного устранения, то, по крайней мере, снижения таких всплесков.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

   Чтобы апробировать предложенный нами понижающий коэффициент (в дальнейшем – ПК), мы провели более 300 учётов по методике Ю.С. Равкина (1967). Полученные данные вносили в программу Exell, где по вертикали вносились названия видов птиц, а по горизонтали – маршруты. На каждом маршруте, напротив обнаруженного на нём вида вносилось его обилие (кол-во особей/км²). В заключительных столбцах с помощью формулы подсчитывалось общее обилие, которое затем делилось на количество учётных маршрутов, показывая средний показатель обилия вида на всех проведённых учётах.

   За этим столбцом, копировалось предыдущее поле с указанием обилия, но эти показатели, какими бы они не были, заменялись на «1». В конце этого поля в вертикальном столбце подсчитывалось количество этих единиц, которые показывали количество встреч какого-либо вида. Далее, обилие, полученное при использовании методики Ю.С. Равкина (1967), умножалось на количество встреч и делилось на количество маршрутных учётов. Данный показатель и был назван обилием, полученным с использованием ПК.

Таблица 1.

1	2	3	4	5	6	7	8
№ маршрута	2	1				293	292
	д. Реветь	д. Баимово	Общ. кило-	Общее	Среднее	дер. Семено- Макарово	дер. Кали-новка
	Белорец-кий р-н	Абзелилов-ский р-н	метраж	обилие	обилие	Ермекеев- ский р-н	Ермекеев-ский р-н
					на 1 км²
	13.06.2007	29.04.2007				15.07.2017	14.07.2017
Кол-во км	5,0	6,6	2103,1			5,0	5,0
Серая куропатка		0,45		168,083	0,57761
Перепел		1,51		62,004	0,21307
Белая куропатка				7,881	0,02708	1
Глухарь				14,552	0,05001
Тетерев				35,684	0,12262		1

   В столбцах №№ 7 и 8 таблицы № 1, единицы заменили обилие белой куропатки и тетерева, которые указаны в столбцах (последние учёты) под этими же номерами слева от столбца № 5 «Общее обилие».

   Полевые учёты проводились с применением биноклей, подзорных труб, полевых блокнотов, справочника-определителя В.К. Рябицева (2002) и нашего  полевого определителя (Валуев, 2009).

ОПИСАНИЕ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ

   Понижающий коэффициент является отношением количества учётных маршрутов, на которых встретился вид, на общее количество пройденных маршрутов. Например, если учётчиком пройдено 10 учётных маршрутов, а зяблик встречен на 8, то ПК равен отношению 8/10. Умножая этот коэффициент на обилие, полученное посредством применения методики Ю.С. Равкина (1967), получаем результат, при котором срезаются пики обилия вида, который встречался не на всех маршрутах.

   Но не все согласились с нашим предложением использовать ПК. Одним из таких оказался и известный специалист Н.Г. Челинцев (2004). Анализ его расчётов мы разобрали в раннее опубликованной нами работе (Валуев, 2012). Однако, чтобы читателю легче было разобраться в предлагаемом вопросе, мы приведём наши взгляды на его видение проблемы.

   Итак, расчёт оценки численности птиц определённого вида, по его мнению, следует производить только при имеющейся информации о площади биотопа, в котором обитает вид. В доказательство этому приводится полученная в результате математических преобразований формула:

                     Nr = D1SrK ,   K =   (1).

Где  – общая площадь региона;  – общая площадь местообитаний (биотопов) птиц данного вида на территории региона;  – средняя плотность населения вида на всех учётных маршрутах во всех биотопах; Nr – численность вида в регионе; К – коэффициент.

Подведя под одну основу и наш алгоритм (Валуев, 2004), Н.Г. Челинцев привёл его к следующему виду:

                            Nr = D1Sr × ЭК   (2).

Следует отметить, что «экстраполяционному коэффициенту» (ЭК), более подходит другое название – «понижающий коэффициент» (ПК). Такое название более подходящее, т.к. он представляет собой отношение количества биотопов (маршрутов), в которых обнаружен вид (каждый  биотоп берётся за единицу, несмотря на обилие вида в этом биотопе или на маршруте), к общему количеству исследованных биотопов (маршрутов). Это означает, что при расчёте численности, использование «ПК» ни при каких обстоятельствах не допустит превышение результата, полученного посредством применения методики Ю.С. Равкина (1967); он может только понизить его.

   При выяснении, можно ли коэффициент К в формуле (1), равный отношению суммарной площади местообитаний (биотопов) к общей площади региона, заменить на коэффициент ЭК в формуле (2), Н.Г. Челинцев приходит к выводу, что нельзя, объясняя это следующим. Он приводит условный пример, когда все исходные значения для расчёта остаются теми же, что в примере с большой белой цаплей (Валуев, 2004), кроме одного, а именно – общей площади биотопов. В этом случае, рассуждает Н.Г. Челинцев, величина коэффициента  увеличится пропорционально увеличению общей площади биотопов , и, следовательно, во столько же раз увеличится оценка численности птиц в регионе. Далее он поясняет, что в то же время оценка численности птиц по формуле (2) не изменится, поскольку по условию сохраняется отношение числа биотопов, в который встретился вид, к общему числу исследованных биотопов, и значение коэффициента ЭК в формуле (2) остаётся тем же.

    Однако здесь возникают минимум два вопроса. Первый – стоит ли вообще сравнивать эти два коэффициента; второй – правомерен ли данный пример. Относительно первого вопроса можно сказать, что сравнивать эти два коэффициента нет смысла, т.к. один показывает отношение площади определённого биотопа к общей площади региона, а другой – частоту встречаемости вида. Что касается второго вопроса, то следует указать, что приведённый пример является условным. Многолетняя практика показывает, что величина биотопа не есть критерий численности вида. Следует также отметить, что, во-первых, утверждение Н.Г. Челинцева «во столько же раз увеличится оценка численности птиц в регионе» является чисто теоретической точкой зрения. Во-вторых, если и увеличится число белых цапель, в данном случае, то, несомненно, увеличится и её встречаемость. Таким образом, изменится и коэффициент ЭК.

   Также следует обратить внимание на то, что коэффициент К в формуле (1) не играет никакой роли, т.к. при его раскрытии получается:

Nr = D1SrK = D1Sr =  D1S1 (1).

Т.е. численность вида зависит от плотности населения и общей площади местообитаний.

Чтобы поставить точки над «i», необходимо повториться:

1) ПК (он же экстраполяционный коэффициент «ЭК») применяется с целью снизить амплитуду колебания обилия, получаемое при использовании методики Ю.С. Равкина (1967);

2) маршруты по региону являются не выборочными, а случайными.

Приведём пример, показывающий правомерность применения ПК.

   Первый день проведённых учётных маршрутов в болотистой местности площадью 4 км², поросшей невысокой осокой, показал, что здесь обитают 12 крякв. Их обнаружили с расстояния 75 м; длина маршрута составила 8 км. Вечером, во время изучения лесоустроительных карт, выяснилось, что такой биотоп занимает площадь 40 км². В течение недели вся площадь была покрыта маршрутными учётами. Оказалось, кряквы обитают только на том участке, который был исследован в первый день. Вопрос. Какое обилие крякв на всём  участке в 40 км²?

   Рассмотрим три разных подхода к решению этой задачи:

1) При расчёте обилия по методике Ю.С. Равкина (1967) по первому маршруту получается следующий результат. Общий маршрут состоит из 10 маршрутов, каждый из которых равен 8 км, т.е. составляет 80 км. Следовательно, общее обилие кряквы на участке составляет:

12 крякв × 10 (коэффициент полосы учёта) : 80 км = 1,5 особи/ км².

2) При использовании ПК получаем следующий результат:

1,5 особи/км² (величина полученная по методике Ю.С. Равкина) × ПК [1 (кол-во встреч крякв) : 10 (кол-во маршрутов)] = 0,15 особи/км².

3) Если к условиям задачи применить чисто арифметический подход, то обилие можно вывести через уравнение:

12 особей обитают на 40 км²; «х» особей – на 1 км².

Отсюда выявляется величина «х», которая равняется:

особи/км².

Из этого видно, что величина обилия, полученная с использованием ПК, является наиболее приближенной к реальности.

    После предоставления данной статьи для публикации в журнале «Бюллетень МОИП» редакция данного журнала прислала нам отрицательный отзыв рецензента и посоветовала продолжить дискуссию в «Вестнике охотоведения», где и началось обсуждение данного вопроса.

    На этот раз мы встретились с ещё одним взглядом на применение «ПК» к методике Ю.С. Равкина (1967). Т.к. приблизиться к истине можно только рассмотрев мнения оппонентов, мы решили, вынести на общее обсуждение и рассуждения рецензента «Бюллетеня МОИП». Кто дал рецензию мы не знаем, поэтому в дальнейшем автора рецензии будем упоминать как «рецензент».

   Итак, несогласие рецензента с применением ПК заключается в следующем.

1) Рецензент указывает: «Судя по первому решению примера с кряквой в конце рецензируемой статьи, сам автор упускает из виду, что на одну сильно завышенную оценку «1,5 особи/км²», обусловленную крайне неравномерным распределением крякв на осоковых болотах региона и явно недостаточным (при столь высокой неравномерности!) километражем учётов (8 км), приходится девять (!) нулевых оценок плотности населения вида, обусловленных этими же причинами. Это статистическое явление. При увеличении километража учётов до 80 км оценка по методу Ю.С. Равкина составит (1,5+0+0+0+0+0+0+0+0+0)/10 = 0,15 ос./км² и без применения ПК».

Отвечаем. Во-первых, следует указать, что по методике Ю.С. Равкина (1967) расстояние, достаточное для применения его методики, составляет 5 км. Следовательно, дистанция в 8 км является достаточно репрезентативной по дальности учёта. Тем более это не фактический пример, а просто напросто арифметическая модель, призванная показать смысл применения ПК. Можно было бы указать вместо 8 км – 90 или 150 км. То же касается и наличие кряквы в биотопе (на маршруте). Наше указание на то, что она встретилась только в одном биотопе (на одном маршруте) было сделано с тем, чтобы читателю не утруждать себя вычислением сложных расчётов, а упростить для него понимание ситуации.

   Во-вторых, следует обратить внимание рецензента на то, что он, хотя и не желая, в данной ситуации сам применил «понижающий коэффициент». Ещё раз вернёмся к обсуждаемому примеру № 1 с кряквой. Надлежит указать, что величина 1,5 особи/км² получена в результате использования методики Ю.С. Равкина (1967) и является окончательной. Поэтому арифметические действия, предложенные уважаемым рецензентом, есть ни что иное, как применение «понижающего коэффициента», который мы раннее и рекомендовали применять (Валуев, 2004), по своей сути арифметические действия оппонента являются тем же, что указано во втором решении задачи (см. выше).

2) Рецензент утверждает, что замечание Н.Г. Челинцева (2004) «величина коэффициента увеличится пропорционально увеличению общей площади биотопов , и, следовательно, во столько же раз увеличится оценка численности птиц в регионе» справедливо. А в другом месте рецензент излагает свою точку зрения диаметрально противоположно, соглашаясь с нами: «Впрочем, нельзя не согласиться с автором рецензируемой работы в том, что информация о площадях биотопов далеко не всегда избавляет от грубых ошибок при экстраполяциях. Наличие (вроде бы) подходящих биотопов не гарантирует (выделено автором) присутствия даже нередких видов…».

   Далее рецензент не соглашается с нашими ответами на замечания Н.Г. Челинцева: «… не убедительных, на мой взгляд, ответов на них (на замечания Н.Г. Челинцева) в рецензируемой статье…». Эти ответы представлены и в настоящей статье (см. выше). Мы не будем здесь повторять свои рассуждения относительно воззрения Н.Г. Челинцева, представленного в начале статьи, и свои ответы на него, ограничимся только следующим замечанием. Если рецензент согласен с утверждением Н.Г. Челинцева в том, что «при увеличении числа биотопов во столько же раз увеличится оценка численности птиц в регионе» и считает, что оно убедительно, а наше высказывание о том, что «при увеличении числа какого-либо вида увеличится и его встречаемость» – не убедительно, то он тем самым противоречит сам себе (см. конец предыдущего абзаца).

3) Рецензент указывает:

А) «…«понижающий коэффициент» (ПК) не выдерживает критики ещё и по следующим причинам. В экологии не принято «смешивать» встречаемость с обилием потому, что это разноплановые показатели. Например, абсолютное или относительное обилие (число экземпляров, сырая или сухая биомасса, проектное покрытие) какого-нибудь вида растения на всех и каждой из 100 геоботанических площадок может быть ничтожно низким, но если при этом вид присутствует на каждой из них, его встречаемость составляет 100%».

Отвечаем.

Мы не можем согласится с этим доводом, т.к. обилие, по своей сути, подразумевает количество встречаемых особей на определённой территории. Например, если указывается, что в таком-то лесу обилие зяблика составляет 15 особей/км², то это означает, что когда мы войдём в тот лес, то на десяти квадратных километрах (площадь леса) встретим 150 особей зяблика. Поэтому здесь нечего смешивать.

Б) Рецензент утверждает: «Если говорить не об арифметике, а о здравом смысле, численность птиц (как произведение средней плотности населения на площадь) в формуле (2) не корректно умножать на «встречаемость» (в данном случае – на отношение числа биотопов, в которых встречен вид, к общему числу обследованных биотопов). Величина последней зависит от подхода к выделению (числа) биотопов. При этом критерии подразделения биотопов внутри таких крупных групп, как водоёмы, луговые сообщества, леса разного типа, на практике заведомо различны и субъективны».

Отвечаем.

– То, что выделение биотопов субъективно – мы не отрицаем и не отрицали; к тому же так и предлагали – взамен биотопов рассматривать маршруты, тем более в местностях со сложным ландшафтом.

– Если выделение биотопов и есть та причина, по которой ПК «не выдерживает критики», то тогда следует подвергнуть сомнению правомочность использования самой методики Ю.С. Равкина, а также  и работы Н.Г. Челинцева (которого поддерживает уважаемый рецензент), основанные на выделении биотопов. Тогда и вопрос о применении ПК отпадёт сам собой. Причём следует уничтожить многочисленные статьи зоологов сибирского отделения РАН и других орнитологов, использующих выделение биотопов. Например, книгу Е.С. и Ю.С. Равкиных (2005). А вместе с этим пересмотреть результат присуждения степеней кандидатов и докторов наук, которые были присвоены людям, использующих биотопы, как основу показания обилия (численности) птиц.

 В) Рецензент утверждает: «Применение ПК непропорционально сильнее «понижает» оценку численности более стенотопных по сравнению с более эвритопными видами, причём механизм этого понижения не обязательно связан с локальным обилием видов как таковых».

Отвечаем.

Нельзя согласиться с этим доводом на том основании, что «ПК» является коэффициентом, и не различает чёрного от белого, поэтому никак не может дискриминировать чего-либо. Рассмотрим конкретный пример из практики. При указании численности южного подвида среднего кроншнепа, являющегося стенобионтным видом, и черноголового хохотуна, являющегося эврибионтным видом на территории Республики Башкортостан мы (Валуев, 2008) не стали высчитывать обилие, а так и указали, что птиц первого вида обнаружено семь особей, а второго – четыре (разница в величинах обилия – в 1,75 раза). При указании же именно обилия, без применения ПК, оно будет равно 0,0025 и 0,0006 особей/км², соответственно (разница в 4,2 раза). С применением ПК обилие будет практически равно для обоих видов – 0,000025 особи/км² для кроншнепа и 0,000009 особи/км² для черноголового хохотуна (разница в 2,8 раза). В первом случае (без применения ПК) численность южного подвида среднего кроншнепа на территории Республики Башкортостан будет составлять 143600 км² × 0,0025 особи/км²  = 359 особей, черноголового хохотуна 143600 км² × 0,0006 особи/км² = 86 особей. Во втором случае (с применением ПК) 143600 км² × 0,000025 особи/км² = 3,6 особей кроншнепа и 143600 км² × 0,000009 особи/км² = 1,3 особи черноголового хохотуна. Как видно из примера, никакой дискриминации между стенобионтными и эврибионтными видами не происходит. Это касается вообще всех чрезвычайно редких видов, численность которых указывается конкретными цифрами (Валуев, 2008а; Валуев и др., 2007).

Данные, полученные в результате более 300 проведённых маршрутных учётов по методике Ю.С. Равкина (1967) дали следующие результаты (приводим лишь некоторые из них).

Таблица № 2

Величины обилия некоторых видов птиц, с применением ПК и без него.

	Кол-во встреч на учётах	Кол-во особей в РБ с ПК	Кол-во особей в РБ без ПК
Сизая чайка	19	680,8	10 426,6
Халей	25	10 901,3	126 891,7
Белокрылая крачка	3	92,1	8 931,8
Малая крачка	3	20,2	1 964,0

   Фактические данные таковы, что белокрылая и малая крачки практически исчезли на гнездовании в Башкирии (Валуев, 2006, 2015), поэтому величины обилия указанные в столбце «Кол-во особей в РБ с ПК» наиболее приближены к экспертным оценкам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

   Таким образом, понижающий коэффициент, срезая пики всплесков обилия, вызванные случайными встречами (особенно редких видов) непосредственно в ближней полосе учёта, понижает погрешности при применении методики Ю.С. Равкина (1967). При сравнении методов учёта птиц, Л.Ф. Галиева (2010), пришла к выводу: «..наши исследования показали, что результаты учётов, полученные с применением методики Ю.С. Равкина с использованием понижающего коэффициента В.А. Валуева наиболее близки к абсолютным».

   Следует отметить, что приведённые возражения Н.Г. Челинцева и рецензента «Бюллетеня МОИП» не опровергают целесообразность применения понижающего коэффициента. Тем более, что сам Н.Г. Челинцев в приватной беседе на одной из конференций в 2011 г. в МСХА согласился, что, как дополнительный инструмент к методике Ю.С. Равкина (1967) – «ПК» применять можно.

БЛАГОДАРНОСТИ

    Благодарим Н.Г. Челинцева за уделённое время и подробный анализ нашей работы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Валуев В.А. К распространению трясогузок в Башкирии // Материалы к распространению птиц на Урале, в Приуралье и Западной Сибири. Екатеринбург, изд-во Уральского университета, 2003. С. 71-73.

Валуев В.А. Экстраполяционный коэффициент как дополнение к учёту численности птиц по методике Ю. С. Равкина (1967) для территорий со значительной ландшафтной дифференциацией // Вестник охотоведения. 2004. Т. 1, № 3. С. 291-293.

Валуев В.А. К семейству Чайковые (Laridae) Башкортостана // Зоологический журнал. № 7. М., 2006. С. 865-870.

Валуев В.А. Экология птиц Башкортостана (1811-2008). Уфа, Гилем, 2008. 712 с.

Валуев В.А. К распространению ходулочника в Башкортостане // Материалы к распространению птиц на Урале, в Приуралье и Западной Сибири. Екатеринбург, изд-во Урал. ун-та, 2008а. С. 18.

Валуев В.А.        Полевой определитель птиц Европейской части России и Урала (кроме птиц отрядов Буревестникообразные и Воробьинообразные).        Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2009. 224 с.

Валуев В.А. “За” и “Против” “понижающего” коэффициента // Сборник научных трудов SWorld. Материалы международной научно-практической конференции “Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития ‘2012”. Выпуск 3. Том 31. Одесса: КУПРИЕНКО, 2012. Цит. 312-103.  С. 36-43.

Валуев В.А. Исчезновение белокрылой крачки Chlidonias leucopterus с территории Башкирии // Русский орнитологический журнал 2015, Том 24, Экспресс-выпуск 1145:1784-1786.

Валуев В.А., Полежанкина П.Г., Валуев Д.В. К гнездованию черной вороны Corvus corone L. в Башкирии // Материалы к распространению птиц на Урале, в Приуралье и Западной Сибири. Екатеринбург, издательство Уральского университета, 2007. С. 36.

Галиева Л.Ф. Сравнение методов количественного учёта птиц // Материалы по флоре и фауне Республики Башкортостан: Вып. I / отв. ред. В.А. Валуев. Уфа, РИЦ БашГУ, 2010. С. 39-42.

Равкин, Е.С., Равкин Ю.С. Птицы равнин Северной Евразии: Численность, распределение, и пространственная организация сообществ. –Новосибирск: Наука, 2005. – 304 с.

Равкин Ю.С. К методике учета птиц в лесных ландшафтах // Природа очагов клещевого энцефалита на Алтае. Новосибирск, Наука, 1967. С. 66-75.

Рябицев В.К. Птицы Урала, Приуралья и Западной Сибири. Екатеринбург: Изд-во Урал. Ун-та, 2001. 608 с.

Челинцев Н.Г. К вопросу об эстраполяции данных выборочных учётных маршрутов населения птиц // Вестник охотоведения. 2004. Т. 1, № 3. С. 294-298.

Сайт Институт экологической экспертизы и биоинформационных технологий  http://ecobioexpert.ru/?page_id=2984