USING YANDEX.MAP API FOR VISUALIZATION OF EUROPEAN BADGER (MELES MELES) (MUSTELIDAE, MAMMALIA) SEASONAL ACTIVITY

全文:

ВВЕДЕНИЕ Европейские барсуки Meles meles Linnaeus, 1758 - полифаги, питаются растительной пищей, распространяя семена растений по территории своего участка, насекомыми, регулируя их численность, и другими доступными беспозвоночными и позвоночными животными. Европейский барсук получает энергию с нескольких трофических уровней и, в зависимости от условий среды и времени года, может менять свои кормовые предпочтения [1]. Несмотря на то, что они занимают постоянный участок обитания [2], из-за смены кормов, беспокойства человеком или хищниками и ряда природных факторов активность барсука на различных территориях семейной группы может меняться в течение сезонов бодрствования. В результате активного изменения среды европейскими барсуками в поселениях и вокруг них возникают хорошо заметные аттракторы биологического сигнального поля - норы, сложные системы троп, ямки-покопки, «уборные» и запаховые метки. Такие устойчивые следы жизнедеятельности привлекают внимание животных и влияют на их поведение [3]. Норы используются насекомыми-нидиколами, пресмыкающимися и млекопитающими как в качестве убежищ, так и для выведения потомства [1, 4]. Барсуки выступают как распространители зоонозов, являясь резервуаром возбудителя туберкулеза крупного рогатого скота - Mycobacterium bovis и дополнительным хозяином вируса бешенства [5-7]. В связи с этим изучение сезонной активности европейского барсука на территории, занимаемой семейной группой, уточнение места и роли этого вида в экосистемах, а также влияние антропогенного воздействия на животных и визуализация этих данных имеет несомненное теоретическое и практическое значение. Целью работы являлось выявление возможности визуализации данных использования семейного участка европейским барсуком на примере модельного поселения. В задачи исследования входило: - сбор материала по использованию семейного участка особями европейского барсука с помощью метода меченых приманок (bait-marking), анализ кормового рациона и наблюдения за животными; - разработка скрипта для графического отображения данных использования территории на основе тепловых карт (heatmap), созданных с помощью API Яндекс.Карт; - анализ полученных тепловых карт сезонной активности европейского барсука. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ Исследование проводилось на модельном поселении, находящемся на Окско-Донской равнине на западе саратовского Правобережья в среднем течении р. Хопёр. Пойма этой реки представляет собой низменную равнину, богатую заболоченными старицами, промоинами и рвами. Надпойменные террасы сильно опесчанены. Жилые норы поселения европейского барсука располагаются на террасной балке и граничат с пойменным лесом, сосновыми посадками, искусственными и преобразованными ландшафтами. Климат здесь умеренно континентальный с морозной зимой и продолжительным сухим жарким летом. Средняя температура января -15,5°С, минимальная -35,5°С, максимальная +4,7°С. Морозных дней в году 169. Снежный покров, толщиной в среднем 0,4 м, лежит 132-146 дней, что объясняет продолжительный зимний сон барсука (пять месяцев) в указанной местности с периодическими пробуждениями в периоды оттепели. Продолжительные температуры выше нуля наблюдаются с апреля и продолжаются до октября. Средняя температура июля + 22,0°С, максимальная + 39,2°С. Вегетационный период длится с 14 апреля по 18 октября, в среднем 218 дней [8, 9]. Тип изученной группы - полигиническая семья [10]. Этологическая структура - один главный альфа самец, две взрослые самки, одна из них лактирующая с двумя щенками-сеголетками, и две молодые особи 1,5-2 лет, неопределенные по полу. Площадь семейного участка составляет 8,5 км². На посадки сосны обыкновенной (состав древостоя 10С(50-60)+Бз, полнота - 0,7) приходится 47% используемой барсуками территории. Пойменный лес (состав древостоя 8Д2Л+ВЗ+Ос, полнота - 0,8) занимает 35% территории, населенный пункт и агроценозы - 12, озёра-старицы и дороги - по 3%. В качестве материала использованы данные собственных наблюдений, проводившихся в 2018 г. Для наблюдения за животными использовался метод сопровождения объекта [11]. За весь период исследования проведено 152 маршрутных учета общей протяженностью 186 км. Было собрано и проанализировано 816 экскрементов по общепринятой методике [12]. Пространственное размещение поселения барсука, характер и конфигурация его территорий изучались методом тропления. Визуализация данных использования территории животными по сезонам года проводилась в Яндекс.Картах. Активность животных на различных участках территории изучаемой социальной группы определялась с помощью метода меченых приманок [1, 2]. Для этого территория семьи барсуков ограничивалась тремя окружностями, в центре которых находилась точка координат жилых нор. Внешняя окружность соответствовала координатам самой дальней от нор найденной точке следов жизнедеятельности барсуков. Полученные кольца разграничивались на восемь секторов, что условно делило территорию группы животных на 24 части. Их нумерация начиналась от точки координат жилых нор по направлению к внешней окружности в каждом сегменте полученного круга, причем первая цифра соответствовала номеру сектора, начиная с правой верхней четверти круга и далее по часовой стрелке, вторая - удаленности от центра (1.1, 1.2, 1.3, 2.1, 2.2, 2.3 и т. д.), как показано на Рис. 1. На песчаные подушки (для идентификации животных по следам) на тропах барсука размещались приманки с отдельным цветом метки для каждой части сектора. Приманка в виде шарика состояла из размолотой смеси арахиса, кукурузы, банановых сверчков и сладкого сиропа, в которую помещались четыре пластиковые гранулы (диаметром 2,5 мм) определенного цвета. Исследования проводились в течение трех сезонов (весной, летом и осенью) с двукратной закладкой приманок в каждом. Через несколько дней уборные обследовались, экскременты собирались, и производился их разбор с подсчетом меток и анализом кормового рациона. Такой метод позволил определить маршрут особи, где она кормилась, чем и в каком количестве. Для мониторинга, анализа и сравнения используемости среды обитания животными в качестве инструмента для отображения большого массива привязанной к карте информации было использовано графическое представление данных в виде тепловых карт на сервисе Яндекс.Карты. Для этого был написан скрипт, с помощью которого это стало возможным реализовать посредством отображения собственной подложки для Яндекс.Карт [13]. На созданной тепловой карте значения частоты использования территории животными отображаются при помощи набора простых или взвешенных точек, привязанных к координатам, близость которых увеличивает интенсивность цвета подложки. В базе данных (БД) MongoDB через web-интерфейс фиксировались следующие координаты: - съеденные приманки; - найденные в экскрементах метки секторов; - не найденные в экскрементах метки секторов; - не съеденные приманки; - «уборные»; - следы животных. После внесения указанных координат информация из БД MongoDB выгружалась в json-файл заданного формата, который, в свою очередь, подключался к скрипту для Яндекс.Карт. На персональном web-сервере была создана html-страница, на которой размещался модифицированный код программного обеспечения от компании Яндекс heatmap.min.js и json с координатами точек data.js. При открытии страницы в браузере подгружался программный код на языке JavaScript из файла heatmap.min.js, который загружал данные по координатам из файла data.js и обрисовывал точки на карте. Подобное программное решение с загрузкой координат из отдельного файла связано с тем, что для внесения точек в БД MongoDB используется web-интерфейс, что позволяет вносить данные с мобильных устройств, находясь непосредственно у приманок, «уборных» и троп, и видеть получившиеся данные на карте. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ В результате визуализации данных использования семейного участка европейским барсуком в весенний, летний и осенний периоды была получена тепловая карта (Рис. 2). Для сравнения была построена карта, на которой отмечена граница передвижения барсуков в те же периоды исследования (Рис. 3). Кроме того, была выявлена связь между кормовым спектром семейной группы барсуков и использованием ими таких территорий своего участка как пойменный лес, сосновые посадки, населенный пункт и других (степные участки, балки, берега озер-стариц) в различные сезоны года (Рис. 4). В весенний сезон барсуками было съедено 46,8 % меченых приманок, другими видами животных - 14,4, остались нетронутыми - 38,8 %. Несъеденные приманки в большинстве своем находились на частично затопленных тропах в пойменном лесу. Анализ найденных меток позволил сделать вывод о том, что после выхода из спячки барсуки проходят значительно большие расстояния в поисках пищи, чем в другие сезоны года. Максимальное расстояние по прямой между метками составило восемь километров. Взрослые особи в весенний сезон отходили от нор существенно дальше молодых, в осенний же период, наоборот, уже подросший молодняк прошлых лет встречался на отдалении до десяти километров от жилых нор. В питании барсука весной преобладали животные корма. Позвоночные в рационе были представлены в большинстве случаев полевой мышью Apodemus agrarius Pallas, 1771, прыткой ящерицей Lacerta agilis Linnaeus, 1758, обыкновенным ужом Natrix natrix Linnaeus, 1758 и обыкновенной чесночницей Pelobates fuscus Laurenti, 1768. Из беспозвоночных в пробах присутствовали в большом количестве насекомые, а также брюхоногие и жаброногие моллюски. По созданной на основе координат тепловой карте можно судить о том, что в весенний период активнее всего используются участки, находящиеся на границе пойменного леса и населенного пункта. Вглубь затопленного в это время леса барсуки заходят только по дорогам, находящимся выше уровня воды, и добираются по ним до реки и озер-стариц в места кормежки прошлых лет. В поисках пищи барсук делает множество покопок вокруг собственных нор. В посадках соснового леса он охотится на щитня весеннего Lepidurus apus Linnaeus, 1758, который встречается в эфемерных водоемах в больших количествах. Далеко в населенный пункт барсук не заходит и придерживается свалок. Общий характер передвижений барсуков весной свидетельствует о том, что животные активно обходят территорию своей группы. После зимней спячки барсуки обновляют запаховые метки и исследуют кормовые участки прошлых лет в тех местах, где это возможно. Летом барсуками исследованного поселения было съедено 33,6 % приманок с метками. Часть приманок (35,4%, что значительно больше, чем весной, но меньше чем осенью) были съедены птицами, собаками, лисами, куницами, ежами и мышевидными грызунами, о чем свидетельствуют их следы. Нетронутые приманки (31,0 %) находились в глубине пойменного леса, где отсутствовали тропы животных. Характер поиска пищи у самки со щенками в весеннее и летнее время имел ярко выраженную привязку к норам. Лактирующая самка отдалялась не дальше 1,5-2 км от выводковой норы. Самка без щенков, молодняк прошлых лет и взрослый самец отходили от укрытий на расстояние до шести километров по крупным магистральным тропам, но основные места кормежки в это время находились на территории населенного пункта (сады, огороды, свалки). В рационе в этот период преобладали растительные корма. Животные питались в больших количествах плодами арбуза обыкновенного (Citrullus lanatus Thunb. Matsum. & Nakai), яблонь домашней (Malus domestica Borkh.) и лесной (Malus sylvestris Mill.), вишен обыкновенной (Cerasus vulgaris Mill.) и войлочной (Cerasus tomentosa Thunb. Yas. Endo), земляники (Fragaria sp.) и малины (Rubus sp.). Точки нахождения растительных кормовых объектов на территории населенного пункта совпадают на тепловой карте с точками наибольшей активности европейского барсука летом. В осенний сезон барсуками было съедено 29,6 % приманок с метками, другими видами животных - 55,3, остались нетронутыми - 18,1 %. Осенью молодняк прошлых лет отходит наиболее далеко от семейного поселения, что вероятно связано с поиском новых подходящих мест для устройства собственных нор. Питаются животные в это время и растительными и животными кормами в равных соотношениях, но рацион менее разнообразен и часто за одно кормление животные насыщались только одним видом корма. Ближе к залеганию в нору на зиму барсуки едят много плодов сливы колючей (Prunus spinosa L.), произрастающей на этой территории в больших количествах. Зимой плоды этого кустарника сохраняются, поэтому в периоды оттепели животные просыпаются и продолжают ими питаться. Исходя из результатов анализа тепловой карты осени, есть основания полагать, что активность и передвижения барсука осенью сходны с летними показателями. После уборки урожая человеком животные также продолжают питаться на территории населенного пункта, но уже кормятся пищевыми отходами на свалках. Исключением является передвижение молодняка на большие расстояния, часто выходящего за территорию семейной группы. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, выявлена возможность визуализации данных использования семейного участка европейским барсуком на примере модельного поселения. Анализируя построенную тепловую карту передвижений барсука и кормовой рацион, есть основания сделать вывод, что животные поселения имеют определенную стратегию в передвижениях по своей территории, связанную в первую очередь с поиском доступного корма в соответствующее время года. Не меньшую роль играет маркировочная активность, аттракторы, а также воздействие природных и антропогенных факторов. В связи с положительным опытом в исследованиях сезонной активности барсука можно говорить о возможности использовании визуализации API Яндекс.Карт в отображении больших массивов информации и создании графических баз данных для иных параметров и других видов животных. Рис. 1. Схема разделения модельного семейного участка европейского барсука на сектора Рис. 4. Используемость территорий и кормовой рацион барсуков в весенний, летний и осенний сезоны Рис. 2. Тепловая карта использования территории семейного участка барсуков модельного поселения, составленная с помощью меченых приманок: а - весенний сезон, б - летний сезон, в - осенний сезон Рис. 3. Границы передвижения барсуков по территории семейной группы: а - весенний сезон, б - летний сезон, в - осенний сезон

作者简介

Oksana Bokhina

Saratov State University named after N.G. Chernyshevsky

Email: oksana@bokhina.ru
Graduate Student

Vladimir Boldyrev

Saratov State University named after N.G. Chernyshevsky

Email: boldyrev52@bk.ru
Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Department of Botany and Ecology

参考

补充文件