University of Kansas Publications Museum of Natural History
Volume 8, No. 9, pp. 499-533, 3 figs.
June 12, 1956
Экологические наблюдения за восточным древесным хомяком, Neotoma floridana
АВТОРЫ:
ГЕНРИ С. ФИТЧ И ДЕННИС Г. РЕЙНИ
Канзасский университет, Лоренс, 1956 г. Публикации Канзасского университета, Музей естественной истории. Редакторы: Э. Реймонд Холл (председатель), А. Байрон Леонард, Роберт У. Уилсон. Том 8, № 9, стр. 499-533. Опубликовано 12 июня 1956 г. Канзасский университет, Лоренс, Канзас. ОТПЕЧАТАНО: ФЕРД ВОЙЛАНД-МЛ., ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕЧАТНИК, ТОПИКА, КАНЗАС, 1956 г.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ВОСТОЧНЫМ ДРЕВЕСНЫМ ХОМЯКОМ, NEOTOMA FLORIDANA
Авторы:
Генри С. Фитч и Деннис Г. Рейни
Введение
Восточный древесный хомяк оказывает существенное влияние на сообщества, в которых обитает: он использует растительность в качестве пищи, предоставляет убежище во многих своих домиках из веток для других мелких животных, а также служит источником пищи для некоторых плотоядных. В ходе наших наблюдений за этим грызуном в Природном заповеднике Канзасского университета, проводившихся в течение восьми лет, с февраля 1948 по февраль 1956 года, это влияние значительно менялось, поскольку плотность популяции древесных хомяков и площадь занимаемой ими территории постоянно колебались.
В данном отчете рассматривается популяция древесных хомяков в заповеднике, изменения, произошедшие с этим видом, и факторы, повлиявшие на него. Наши два набора полевых данных, использованные в качестве основы для этого отчета, дополняют друг друга и почти не перекрываются ни по времени, ни по месту. Полевые работы Фитча, охватившие примерно западную половину заповедника, были начаты в сентябре 1948 года и наиболее интенсивно велись осенью 1948 и в 1949 году; в 1950 и 1951 годах было получено относительно мало данных из-за значительного сокращения численности хомяков. Полевые работы Рейни начались весной 1951 года и продолжались до 1954 года, при этом основное внимание уделялось колонии в крайнем северо-западном углу заповедника и на прилегающих частных землях. По фактическому количеству отловленных живыми ловушками хомяков и общему числу записей оба набора данных сопоставимы. Полевая работа Фитча состояла главным образом из отлова живыми ловушками, в то время как Рейни также использовал различные другие подходы к изучению экологии древесного хомяка. Выводы Рейни были первоначально включены в более полный отчет (1956), из которого были извлечены краткие фрагменты, наиболее актуальные для настоящего обсуждения. Наши объединенные данные представляют 258 древесных хомяков (153 у Фитча и 105 у Рейни), пойманных в общей сложности 1110 раз (660 у Рейни и 450 у Фитча). Записи Рейни частично относятся к древесным хомякам, обитающим за пределами заповедника, но не далее чем в нескольких сотнях ярдов от его границ.
Среда обитания
Осенью 1948 года популяция древесных хомяков была значительно ниже уровня, достигнутого в 1947 году или ранее, но хомяки все еще были многочисленны и распределены по различным местам обитания. Почти каждая часть лесной зоны была заселена хотя бы небольшой популяцией. Кроме того, многие хомяки жили за пределами собственно лесной зоны, в таких местах, как заброшенные постройки, заросли кустарника, придорожные живые изгороди и сплетения обнаженных корней деревьев вдоль обрывистых берегов оврагов. Все эти места характеризуются наличием обильных укрытий, что является лимитирующим фактором для данного вида древесного хомяка.
В 1947 году, когда популяция древесных хомяков была особенно высокой, сукцессия растительности на лесных участках заповедника, возможно, находилась на стадии, близкой к оптимальной для этих животных. В течение примерно 80 лет, с момента заселения этой территории и взятия под контроль степных пожаров, древесная растительность наступала на участки, которые ранее были лугами.
Примерно в 1934 году университет изменил политику в отношении использования участка, который позже стал заповедником. До этого времени большая часть территории использовалась как пастбище и подвергалась интенсивному выпасу, но несколько полей были огорожены и возделывались. Согласно новой политике, склоны холмов и края вершин с разреженными древостоями различных лиственных деревьев были обнесены оградами для скота и защищены от выпаса. Сукцессионные тенденции значительно изменились. Древесная растительность, которой и так способствовала защита от степных пожаров, изначально игравших важную роль в экологии этого региона, получила дальнейшее развитие в результате защиты от объедания скотом. Заросли кустарников и молодых деревьев возникли по всей лесной зоне, образуя плотный подлесок под прерывистым пологом относительно редких зрелых деревьев. Состав и плотность подлеска заметно варьировались в разных частях лесной зоны. Участки, которые ранее были наиболее открытыми, приобрели наиболее густой подлесок. Ежевика, гледичия трехколючковая, маклюра оранжевая и зантоксилум (колючий ясень) местами образовали колючие заросли, почти непроходимые для человека. Эта стадия зарослей достигла пика плотности в середине-конце сороковых годов, что примерно совпало с периодом максимальной численности хомяков. За последние восемь лет, при постоянной защите от выжигания, вырубки и объедания скотом, лес развился еще больше; за период защиты из сеянцев выросли крупные деревья высотой 20 футов и более, с диаметром ствола до восьми дюймов. Сформировался почти непрерывный полог листвы, затеняющий подлесок и прореживающий его за счет гибели кустарников и молодых деревьев. В тех местах, где полог наиболее плотный, например, на северных склонах с насаждениями молодого гикори средней высотой двадцать футов, подлесок сейчас практически отсутствует, но в других местах, особенно на южных склонах, заросли подлеска все еще густые. В целом, однако, условия среды обитания стали менее благоприятными для древесного хомяка.
Внутри лесной зоны популяция древесных хомяков была распределена неравномерно даже при максимальной плотности; древесные хомяки занимали только те места, которые обеспечивали достаточное укрытие сверху. Скальный выход известняка на вершине холма, служивший убежищем для выживших особей, когда популяция была на низком уровне, также поддерживал наибольшую концентрацию, когда популяция была высокой. Количество особей, обитающих вдоль того или иного участка скального выступа, можно было определить только путем интенсивного отлова живыми ловушками, тогда как места обитания отдельных особей было легче идентифицировать в большинстве других ситуаций вдали от выступа. Домики из веток древесных хомяков в лесной зоне обычно крупные и куполообразные, но вдоль скальных выступов они, как правило, лишены этой типичной формы и представляют собой гораздо меньшее скопление веток, часто просто заполняющее небольшую трещину. Ветки, занесенные в такие места, где они были частично или полностью защищены от влаги и солнечного света, подвергались гниению гораздо меньше, чем в более открытых местах, и оставались там долгое время после того, как сами хомяки исчезали. Скопления экскрементов в углублениях на поверхности скал под нависающими выступами также сохранялись в течение многих лет. Скальный выход обеспечивал непрерывный путь передвижения вдоль вершин холмов, и даже на участках, которые не были заселены постоянно, обычно имелись какие-то следы. Были обнаружены следующие типы мест, особенно благоприятные для заселения: глубокие трещины под нависающими выступами скал; крупные плоские валуны, отколовшиеся от основного выступа; густые куртины кустарника (обычно сумах душистый, Rhus trilobata), обеспечивающие укрытие и опору для домика; бревна, упавшие поперек выступа и обеспечивающие опору и защиту для конструкции домика.
Второй обнажающийся пласт известняка, расположенный примерно на 20 футов ниже уровня вершины холма, был таким же обширным, как и верхний выход, но хомяки использовали его мало, поскольку поверхность обнаженной скалы была более ровной, лишенной зазубренных трещин и глубоких расщелин верхнего выхода; кроме того, там отсутствовали нависающие выступы, обеспечивавшие укрытие сверху для хомяков вдоль верхнего выхода. Более девяноста процентов хомяков, зарегистрированных как связанные со скальными выходами, находились у верхнего пласта.
Вторым по предпочтительности местом для домика после скального выхода на вершине холма было основание дерева маклюры оранжевой в густом лесу. Это дерево встречается по всей лесной зоне заповедника, так как оно укоренилось, когда полог листвы был более открытым, а вся территория подвергалась выпасу, при меньшем развитии подлеска в лесной зоне. Домики чаще всего располагались в тех маклюрах, которые были один или несколько раз спилены и восстановились с раскидистой формой роста, где многочисленные ветвящиеся стволы предлагали существенную опору. Иногда домики строились в развилках на высоте от двух до шести футов над землей.
Заросли ежевики также являются благоприятными местами для домиков. Эти заросли разрастались в основном на огороженных участках, откуда был исключен скот, но где не было густой тени — по краям вершин холмов и на ровной или пологой местности, прилегающей к берегам ручьев. Домики обычно находились в самых густых частях зарослей, где они были почти недоступны. Маты из мертвых стеблей, расположенные более или менее горизонтально, сквозь которые прорастали живые стебли, обеспечивали эффективную защиту сверху, в то время как земля под ними была относительно открытой. Домики, построенные в зарослях, были так хорошо скрыты, что их обычно не обнаруживали до тех пор, пока осенью не опадала листва. В большинстве случаев заросли ежевики были небольшими и хорошо изолированными. Домики хомяков иногда располагались необычно близко друг к другу, что позволяет предположить, что эти заросли обеспечивали особенно благоприятные условия обитания.
Часто используются дуплистые деревья, при этом скопление веток для домика находится преимущественно внутри полости. Чтобы быть пригодным для места под домик, сухостой должен иметь отверстие около уровня земли и другое, выше по стволу, обеспечивающее аварийные выходы в двух направлениях. Большинство использованных дуплистых деревьев были черными дубами (Quercus velutina).
В 1948 году было много домиков в спиленных верхушках деревьев, оставшихся после мелкомасштабных лесозаготовительных работ, проводившихся несколькими годами ранее. Густо ветвящиеся верхушки вязов, дубов и гикори удовлетворяли требованию к опоре для домика и близлежащему укрытию. Домики, построенные в них, находились в открытой лесной зоне, хорошо отделенной от других благоприятных мест. К 1948 году верхушки разрушались и больше не обеспечивали эффективного укрытия. Домики, построенные в них, приходили в негодность и не были постоянно заселены, но часто временно использовались бродячими особями.
Вдоль обрывистых берегов оврагов, где деревья были частично подмыты эрозией, обнаженные запутанные корневые системы обеспечивали места для заселения. В этих ситуациях скопления веток были небольшими и не имели типичной куполообразной формы, по сути представляя собой подстилку для полости под корнями.
Две небольшие постройки в штаб-квартире заповедника были доступны для древесных хомяков и использовались время от времени на протяжении большей части периода этого исследования, несмотря на то, что большинство других мест обитания вдали от скальных выступов на вершинах холмов были заброшены в тот же период. В одном небольшом здании, используемом как лаборатория, был закрытый деревянный ящик размером пять на пять футов, в котором находился электрический водяной насос. Внутренняя часть этого ящика была доступна для хомяков из-под пола. Хомяки заносили туда мусор из веток и стеблей, а также различные пищевые материалы. Гнездо, таким образом защищенное и закрытое, не было окружено обычным скоплением веток. Старый гараж в 30 футах от лабораторного здания также был занят, иногда другой особью. Гнездо и запасы пищи находились за досками, прислоненными к стене.
В октябре 1948 года начался отлов живыми ловушками на густо заросшем лесом склоне, обращенном на северо-запад, и в последующие недели была довольно тщательно обследована десятиакровая площадь. Поскольку ловушек тогда было мало, это был единственный участок, который был хорошо охвачен выборкой в 1948 году, хотя рассеянный отлов проводился на площади около 200 акров. На десятиакровом участке было поймано в общей сложности 17 взрослых и субадультных древесных хомяков: четыре вдоль скального выхода на вершине холма, шесть вдоль оврага у подножия склона и семь на промежуточных уровнях склона. Судя по множеству незанятых домиков, популяция на этом участке была намного выше до начала исследования. На основе этой выборки кажется, что в 1947 году на лесных частях квадратной мили, где расположен заповедник, обитало несколько сотен древесных хомяков.
Сокращение популяции
Резкое сокращение популяции древесных хомяков в заповеднике невозможно убедительно объяснить имеющимися данными. Вероятно, основную роль сыграла погода, но должны были быть важны и другие неизвестные факторы. Несомненно, что популяция древесных хомяков была высокой, если не на историческом пике, в 1947 году. В конце февраля 1948 года, когда один из нас (Фитч) впервые посетил этот район с предварительной инспекционной поездкой (не связанной непосредственно с древесными хомяками), домики этих хомяков оказались необычайно многочисленными, и те, что были замечены, казались заселенными и хорошо отремонтированными. Возможно, популяция была резко сокращена в течение следующих нескольких недель, так как в начале марта стояла необычно холодная и штормовая погода. В течение первых 12 дней марта 1948 года температура была в среднем на 20° ниже средней мартовской и даже холоднее, чем в среднем в январе или феврале. Показание -5°F 11 марта установило новый местный минимум для этого месяца с момента начала ведения записей в 1869 году. Рекордно низкие температуры сопровождались 12,8 дюймами снега. Этот период необычайно суровой погоды в начале марта совпал с периодом, когда обычно рождаются первые пометы детенышей, поскольку большинство самок размножаются в начале февраля, а период беременности составляет около пяти недель. Можно легко представить, что большинство этих детенышей из первого помета могли погибнуть из-за неблагоприятных экстремальных погодных условий на самой критической стадии жизненного цикла, хотя прямых доказательств этому нет. Однако смертность, должно быть, распространилась и на особей старше новорожденных. Потеря первых пометов обычно компенсировалась к концу сезона, поскольку самка обычно размножается более одного раза в течение сезона. В любом случае, к осени, когда было начато фактическое полевое исследование древесных хомяков, многие домики были уже заброшены и находились в плохом состоянии. Хотя хомяки все еще были умеренно многочисленны, они, по-видимому, были значительно ниже пика популяции предыдущего года.
Дальнейшее резкое сокращение численности взрослых и субадультных особей произошло зимой 1948-49 годов. В ходе операций по отлову живыми ловушками с середины октября до начала декабря было поймано и помечено 51 особь. Главным образом из-за неблагоприятных погодных условий полевые работы были прекращены в середине декабря, и отлов живыми ловушками возобновился только в начале марта. Впоследствии удалось повторно поймать только 12 ранее помеченных древесных хомяков, и популяция стала заметно редкой. По-видимому, более трех четвертей популяции, присутствовавшей поздней осенью, было уничтожено в этот промежуток времени. В январе погода была исключительно суровой; девятого и десятого числа произошел самый сильный ледяной шторм за двенадцать лет. Ледяная крупа падала мелкими гранулами, в то время как температура оставалась на несколько градусов ниже нуля. Частичное оттаивание 12, 13 и 14 января сменилось затяжным моросящим дождем пятнадцатого числа. На следующий день температура упала до -7°F. Лед от ледяного шторма остался, и слякоть снова замерзла. В ночь на 18 января произошел один из самых сильных снегопадов за всю историю наблюдений, и температура достигла минимума в 2°F. Исключительно низкие температуры сохранялись до 24 января, с новым ледяным дождем 25 января. Лед от предыдущего шторма все еще оставался. 30 января температура упала до -7°, и трехдюймовый слой снега все еще лежал поверх ледяной корки. Январь 1949 года стал самым влажным за 81 год (5,09 дюйма осадков), и ледяной покров сохранялся не менее 21 дня. Были и другие ледяные штормы меньшего масштаба 2 февраля и снова 21 февраля.
Обычно ледяной дождь не наносит серьезного ущерба древесным хомякам, живущим в домиках в лесных местообитаниях и менее подходящих живых изгородях, поскольку он обычно замерзает при падении и покрывает только поверхность домика. Постепенное оттаивание позволило бы нормальному стоку воды без значительного проникновения внутрь. Поскольку ледяной дождь во время описанного выше шторма не образовывал глазури при падении, ледяные частицы проникали во многие домики. Многократно наблюдалось, что содержащиеся в неволе древесные хомяки отказывались от замороженной пищи или были не в состоянии ее съесть. Древесные хомяки в живых ловушках зимой быстро слабеют, если нет большого запаса пищи. Если запасы пищи оказывались скованными льдом, древесные хомяки погибали от голода или становились легкой добычей для хищников. Хомяки были более доступны для некоторых хищников, чем более мелкие млекопитающие, такие как луговые полевки, которых было трудно достать из-за ледяной корки над полями.
Децимированная популяция, дожившая до сезона размножения 1949 года, не смогла добиться существенного прироста. Фактически, в течение последующего четырехлетнего периода общая тенденция популяции по заповеднику в целом, по-видимому, была направлена на постепенное дальнейшее снижение.
В ноябре 1949 года хомяки почти исчезли с участка северного склона и вершины холма в дубово-гикориево-вязовом лесу, где в предыдущем году проводились наиболее интенсивные работы по отлову живыми ловушками и другие полевые исследования. Следующие описания домиков, оставшихся на этом участке в то время, дают некоторое представление о среде обитания и о ходе событий, коррелирующих с колебаниями численности древесных хомяков.