З. Разработка метода

Одновременно с разработкой программы исследования должны быть продуманы основные методические принципы предстоящей работы, — каким путем лучше всего можно осуществить намеченную тему.

В полевой экологии существует два основных направления работы; экспедиционный и стационарный. Между ними нет абсолютно резкой грани. Часто даже дальняя экспедиция сводится к длительной работе в одном или нескольких пунктах, т. е. почти к стационарным исследованиям. Наоборот, стационарная работа в каком-нибудь обширном районе часто требует дальних экскурсий. Но в собственном смысле слова экспедиционное исследование есть исследование маршрутное, имеющее целью более или менее детальное, а часто лишь рекогносцировочное обследование обширных территорий в течение сравнительно короткого периода времени. Очень редко имеют место повторные экспедиции в тот же район в последующие годы. Таким образом, экспедиционный метод носит в значительной мере экстенсивный характер. Он пригоден для эколого-фаунистических исследований, для предварительной ориентировки в местности, ее фауне и условиях обитания животных. Во время экспедиции, покрыв многие десятки и сотни километров, можно составить представление об общих закономерностях распределения животных в данный сезон и год. В этом кроются свои и положительные и отрицательные моменты. Положительные мы уже отметили, отрицательные — вытекают преимущественно из кратковременности поездки, не позволяющей детально изучить экологию животных и динамику их популяций в течение разных сезонов и за ряд лет. В экспедиции обычно значительная часть времени уходит не на практическую работу по теме, а на переезды. Например, С. Я. Соколов (1938), в применении к геоботаническим экспедициям, определяет их среднюю продолжительность в различных географических зонах Советского Союза равной 3—5 месяцам, но дальше совершенно справедливо пишет, что «в течение этого времени далеко не все дни являются днями собственно полевой работы: не говоря о днях отдыха, всегда значительная часть времени уходит на переезды, на добывание различных материалов в местных организациях, на приведение в порядок собранных экспедицией полевых материалов и т. д. В результате собственно полевых дней оказывается в среднем 15—20 в месяц.

При сочетании экспедиционных маршрутов с работой на опорных пунктах «коэффициент полезного действия» возрастает, но основные недостатки этим не устраняются. Отрицательным свойством экспедиций является также и то, что они сводятся исключительно к сбору материала, а вся обработка откладывается на камеральный период, тогда как при стационарной работе сбор материала, наблюдения в природе и их обработка все время перемежаются.

Поэтому естественно, что экспедиции являлись основным методом на первых этапах зоологического исследования нашей страны, когда основной упор делался на инвентаризацию фауны, когда нужно было охватить как можно более обширные области, в частности наши Далекие окраины. В этих отдаленных районах и сейчас еще часто приходится работать путем эпизодических, более или менее продолжительных выездов.

Но когда встала задача детального изучения жизни животных в различных условиях, когда мы подошли к исследованию динамики популяций, миграций животных, а тем более — к изучению биоценозов, тогда потребовались иные приемы. Экспедиции стали все более отходить на задний план, уступая ведущее место длительным, многолетним и круглогодичным стационарным исследованиям. В настоящее время стационарные исследования являются основным методом полевой экологии.

Стационарные исследования лишены многих недостатков экспедиций. Они позволяют с исчерпывающей полнотой и тщательностью изучить экологию вида или комплекса видов на фоне не только сезонного изменения условий существования, но и на протяжении ряда лет. Здесь возможна практическая реализация замечательной по своей глубине мысли, высказанной еще в 1852 году профессором Московского университета К. Рулье: «Вместо путешествий в отдаленные страны, на что так жадно кидаются многие, приляг к лужице, изучи подробно существа — растения и животных, ее населяющих, в постепенном развитии и взаимно непрестанно перекрещивающихся отношениях организации и образа жизни, и ты для науки сделаешь несравненно более, нежели многие путешественники, издавшие великолепные описания и изображения собранных естественных произведений, которые часто имеют одно главнейшее значение для науки — указаний или вопросов на то, что остается сделать, что нужно изучить будущим деятелям в стройной органической связи. Полагаем задачей, достойной первого из первых ученых обществ, назначить следующую тему для ученого труда первейших ученых: «исследовать три вершка ближайшего к исследователю болота относительно растений и животных, и исследовать их в постепенном взаимном развитии организации и образа жизни посреди определенных условий».

Но стационарные зоологические исследования дадут наилучшие результаты лишь при использовании основного метода полевой экологии, каким является сравнительный эколого-географический. Этому методу посвящена наша специальная статья (Новиков, 1946), довольно подробно он излагается в книге Д. Н. Кашкарова (1945). Поэтому здесь мы отметим лишь основные положения.

Метод сравнения широко распространен во всех науках. Академик И. П. Павлов в своих советах молодым научным работникам писал: «Изучайте, сопоставляйте, накопляйте факты ... Но изучая, экспериментируя, наблюдая— старайтесь не оставаться у поверхности фактов. Не превращайтесь в архивариусов фактов, пытайтесь проникнуть в тайну их возникновения. Настойчиво ищите законов, ими управляющих».

Велико значение сравнительных наблюдений и в полевой экологии. Без них не мыслится почти никакое экологическое исследование. Только путем сопоставления и анализа полученных сравнительных данных можно определить условия существования вида и действительно глубоко познать жизнь животных на фоне среды, в их борьбе за свое существование.

В экологии метод сравнения получил наименование эколого-географического. Это нужно понимать в широком смысле слова. Речь идет не только о сравнении экологических данных из разных географических районов или зон, но и о сопоставлении наблюдений в одной и той же местности, но в разное время дня, года, ряда лет, в различных биотопах, на разной высоте и экспозиции склонов в горах, при обильном и плохом урожае кормов, при благоприятных и неблагоприятных климатических условиях и т.д. и т.п. Путем подобных и многих иных сопоставлений ярко выступают специфические особенности изучаемого животного или жизненного процесса в данных условиях: защитные и кормовые ресурсы биотопов, их микроклимат, видовой состав фауны, численное соотношение видов, плотность популяции, динамика численности, сроки размножения, линьки и других сезонных явлений.

В упомянутых в начале главы работах содержится много наглядных примеров плодотворного применения сравнительного эколого-географического метода в практической работе. Мы позволим для иллюстрации более подробно изложить здесь только один: на Кольском полуострове численность глухарей колеблется год от года довольно сильно. Периоды «урожая» и хорошего промысла этого важного охотничье-промыслового объекта сменяются годами резкого падения численности и, одновременно, добычи.

Важно установить факторы, определяющие ту или иную численность глухаря, чтобы иметь возможность предугадывать заранее перспективы осеннего промысла. О. И. Семенов-Тян-Шанский (1938, 1947) в течение ряда лет изучал динамику глухаря в Лапландии. Им были собраны данные о изменениях процента молодых к общему числу добытых глухарей, как относительный показатель благосостояния популяции.

Рис. 1. Зависимость «урожаев» глухаря от температуры воздуха в июне на Кольском полуострове (из Семенова-Тян-Шанского).

Затем сделана попытка сопоставления данных о количестве молодых глухарей, т. е. «урожайности» их с температурными условиями в период насиживания и вывода птенцов. При этом были получены замечательные результаты. Как видно на прилагаемом графике (рис. 1), кривые численности молодых глухарей удивительно точно совпадают с кривыми средней температуры в июне. Вычисление коэфициентов корреляции между относительным числом молодых глухарей (т. е. интенсивностью размножения этого вида), средней температурой воздуха и средним минимумом по отдельным декадам уточнило первоначальный вывод и показало, что наибольший коэфициент корреляции наблюдается в первую декаду июня (со средней температурой он равен + 0,93 ± 0,05, а со средним минимумом г = + 0,85 ± 0,11). Это период, когда глухарки начинают насиживание. «Во время насиживания, — пишет Семенов-Тян-Шанский, — глухарка неизбежно покидает гнездо каждый день на некоторое время для кормежки, а также в экстренных случаях, для того, чтобы отвести подальше приблизившееся к гнезду животное. Кладка в это время, конечно, остывает. В случае теплой погоды это охлаждение яиц проходит без последствий, а при низкой температуре воздуха эмбрион погибает от холода». Из своих наблюдений Семенов-Тян-Шанский делает вывод, что «хороший «урожай» глухаря наблюдался в те годы, когда средняя температура первой декады июня была от + 8,0° до + 10,0°, а средний минимум — от + 3,0° до + 5,0°. «Неурожай» глухаря имел место в годы, когда средняя температура первой декады июня была ниже + 5,0°, а средний минимум — ниже + 1,0°».

Приведенный пример наглядно демонстрирует эффективность сравнительного экологического метода. Без сопоставления двух серий наблюдений за ряд лет Семенов-Тян-Шанский не смог бы сделать своего интересного обобщения, позволяющего еще весною предвидеть перспективы осеннего промысла и заготовок глухаря.

Хорошими образцами применения эколого-географического метода служат также статьи: