ЛЕСНАЯ СЛУЖБА МИНИСТЕРСТВА СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА США НАУЧНАЯ РАБОТА NC-52 1971
Экологические исследования лесного ВОЛКА в Северо-Восточной Миннесоте
СЕВЕРО-ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЛЕСНАЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ ЛЕСНАЯ СЛУЖБА МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА США
ПРЕДИСЛОВИЕ
Крупнейшая популяция лесных волков, сохранившаяся в Соединенных Штатах (за исключением Аляски), обитает в северной части Миннесоты. Многие из этих волков населяют Национальный лес Супериор, поэтому защита среды обитания этого исчезающего вида в значительной степени является обязанностью Лесной службы.
По мере того как «Эра экологии» расширяется в 1970-е годы, волки и среда их обитания станут предметом согласованных исследований. Управляющим лесными угодьями необходимо будет больше знать о том, как лесной волк вписывается в лесную экосистему. Опираясь на почти 50-летний опыт исследований в северных лесах, мы в Северо-Центральной станции намерены расширить наши исследования среды обитания диких животных. Мы рады опубликовать представленные статьи как один из шагов в этом направлении.
Д. Б. Кинг, директор
Северо-Центральная лесная экспериментальная станция Д. Б. Кинг, директор Лесная служба — Министерство сельского хозяйства США Фолвелл-авеню Сент-Пол, Миннесота 55101
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЕСНОГО ВОЛКА В СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ МИННЕСОТЕ
Л. Дэвид Меч и Л. Д. Френзел-младший (редакторы)
CONTENTS
Movements, Behavior, and Ecology of Timber Wolves in Northeastern Minnesota
L. David Mech, L. D. Frenzel, Jr., Robert R. Ream, and John W. Winship
1
An Analysis of the Age, Sex, and Condition of Deer Killed by Wolves in Northeastern Minnesota
L. David Mech and L. D. Frenzel, Jr.
35
The Effect of Snow Conditions on the Vulnerability of White-Tailed Deer to Wolf Predation
L. David Mech, L. D. Frenzel, Jr., and P. D. Karns
51
The Possible Occurrence of the Great Plains Wolf in Northeastern Minnesota
L. David Mech and L. D. Frenzel, Jr.
60
ОБ АВТОРАХ
Д-р Меч, ранее работавший на кафедре биологии колледжа Макалестер, Сент-Пол, Миннесота, в настоящее время работает в Бюро спортивного рыболовства и дикой природы США, Твин-Ситис, Миннесота.
Д-р Френзел, ранее работавший на кафедре биологии колледжа Макалестер, Сент-Пол, Миннесота, в настоящее время работает на кафедре энтомологии, рыболовства и дикой природы Университета Миннесоты, Сент-Пол, Миннесота.
Д-р Рим, ранее работавший в Северо-Центральной лесной экспериментальной станции (содержится совместно с Университетом Миннесоты), Лесная служба, Министерство сельского хозяйства США, в настоящее время работает в Школе лесного хозяйства Университета Монтаны, Мизула, Монтана.
Г-н Уиншип работает в Бюро спортивного рыболовства и дикой природы США, Твин-Ситис, Миннесота.
Г-н Карнс работает в Департаменте охраны природы Миннесоты, Форест-Лейк, Миннесота.
Для продажи через Управление документации, Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 20402
ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, ПОВЕДЕНИЕ И ЭКОЛОГИЯ ЛЕСНЫХ ВОЛКОВ В СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ МИННЕСОТЕ
Л. Дэвид Меч, Л. Д. Френзел-младший, Роберт Р. Рим и Джон У. Уиншип
Крупнейшая популяция волков (Canis lupus), сохранившаяся сегодня в континентальной части Соединенных Штатов за пределами Аляски, находится в северной части Миннесоты. По состоянию на середину 1970 года эта популяция не была юридически защищена, и этот вид, который когда-то обитал почти на всей территории Северной Америки, в настоящее время считается Министерством внутренних дел США находящимся под угрозой исчезновения в 48 смежных штатах. До настоящего исследования единственными полевыми исследованиями волков в Миннесоте были работы Олсона (1938 a, b) и Стенлунда (1955). Эти исследования предоставили много полезной общей информации о волках Миннесоты и дали нынешним авторам отличную базу для начала более детальных изысканий.
В данной статье представлены основные аспекты серии исследований, начатых в 1964 году, и основное внимание уделяется перемещениям и активности волков, социальному поведению, охотничьему поведению и организации популяции. Большая часть данных была собрана в январе, феврале и марте 1967 года; феврале, ноябре и декабре 1968 года; и с января по август 1969 года. В полевых условиях было проведено в общей сложности 192 дня.
Согласно карте распространения подвидов волка (Goldman 1944), раса волков в нашем районе исследования — Canis lupus lycaon. Однако данные, представленные Мечем и Френзелом (см. стр. 60), свидетельствуют о том, что может иметь место сильное влияние C. l. nubilus, более западной расы волка, которая ранее считалась вымершей (Goldman 1944).
В период с 1965 года по настоящее время волки в районе исследования не были защищены, за них не выплачивалось вознаграждение, и считается, что влияние отлова и охоты было незначительным.
РАЙОН ИССЛЕДОВАНИЯ
Это исследование проводилось в Национальном лесу Супериор (рис. 1) в северных округах Сент-Луис, Лейк и Кук на северо-востоке Миннесоты (92° западной долготы, 48° северной широты), районе, хорошо описанном Стенлундом (1955). Большая часть данных была собрана внутри и к югу от зоны каноэ «Баундари-Уотерс», особой дикой местности, где передвижение на моторизованных транспортных средствах ограничено. Общая площадь исследования охватывает около 1,5 миллиона акров, и многочисленные озера и реки составляют около 15 процентов этой территории (рис. 2). Топография варьируется от обширных болот до скалистых хребтов, с высотами от 1000 до 2300 футов над уровнем моря (рис. 3). Зимние температуры ниже -30° F не являются редкостью, а глубина снега обычно составляет от 20 до 30 дюймов на ровных участках. Однако важное исключение произошло в начале 1969 года, когда на большей части территории накопилось 45 дюймов снега и более. Дополнительные подробности о снежных условиях в районе исследования в период проведения данного изыскания приведены Мечем и др. (см. стр. 51). В верхнем ярусе леса преобладают хвойные породы, представлены следующие виды: сосна Банкса (Pinus banksiana Lamb.), сосна веймутова (P. strobus L.), сосна смолистая (P. resinosa Ait.), ель черная (Picea mariana (Mill.) B.S.P.), ель белая (P. glauca (Moench) Voss), пихта бальзамическая (Abies balsamea (L.) Mill.), туя западная (Thuja occidentalis L.) и лиственница американская (Larix laricina (DuRoi) K. Koch). Однако в результате обширных вырубок и пожаров большая часть хвойного покрова перемежается с крупными насаждениями березы бумажной (Betula papyrifera Marsh.) и осины (Populus tremuloides Michx.). Подробные описания лесной растительности были представлены Оманном и Римом (1969).
Figure 1 (left half)—Map of the study area.
(Click for larger image.)
Figure 1 (right half)—Map of the study area.
BOUNDARY WATERS CANOE AREA SUPERIOR NATIONAL FOREST
(Click for larger image.)
Figure 2.—Lakes are common throughout most of the study area. (Photo courtesy of L. D. Mech.)
Figure 3.—Ridges, islands, swamps, and bays are part of the variable topography in the Superior National Forest. (Photo courtesy of L. D. Mech.)
МЕТОДЫ
Все наблюдения, обсуждаемые в данной статье, проводились с воздуха, метод полетов соответствовал методу, описанному Беркхолдером (1959) и Мечем (1966a). Использовались следующие самолеты (в порядке размера): Aeronca Champ, [1] Supercub, Cessna 172, Cessna 180 и Cessna 206. Самолеты меньшего размера отлично подходили для выполнения крутых виражей во время наблюдений, но имели недостаток в виде низкой скорости и холода; более крупные самолеты могли гораздо быстрее покрывать район исследования и были более комфортными, но были менее маневренными во время наблюдений. Для радиослежения, которое будет обсуждаться ниже, лучшим компромиссом казалась Cessna 172.
Чтобы наблюдать за волками, мы летали над замерзшими водными путями, пока не находили следы, а затем следовали по ним, пока не теряли их или не видели волков (рис. 4). Несколько раз мы обнаруживали волков напрямую, просто осматривая озера. Однако, поскольку в районе, по-видимому, было несколько стай, и большинство волков были одного цвета (за исключением нескольких черных или белых особей) (см. Меч и Френзел, стр. 60), обычно было невозможно следить за стаями изо дня в день и быть уверенными в идентификации. Более того, было невозможно найти любую стаю по желанию, поскольку большинство волков также проводили много времени в глубине материка.
Figure 4.—An important technique used in the study involved aerial tracking and observing of wolf packs. (Photo courtesy of L. D. Frenzel.)
Поэтому, чтобы облегчить наши наблюдения и получить данные о перемещениях волков и протяженности их ареала, мы начали программу радиослежения в 1968-69 годах. Для отлова волков был нанят профессиональный охотник Роберт Хаймс. Используя стальные капканы Newhouse № 4 и 14 на приманочных площадках, он поймал двух волков, а еще одного захватил с помощью живой петли, подобной той, что использовал Неллис (1968); старший автор поймал еще двух волков (рис. 5).
Figure 5.—A wolf caught in a trap. (Photo courtesy of D. L. Breneman.)
Четырех волков, пойманных в стальные капканы, удерживали с помощью удавки (рис. 6), а затем анестезировали внутримышечными инъекциями (рис. 7A, B) комбинации 30 мг фенциклидина гидрохлорида (Sernylan, Parke-Davis Co.) и 25 мг промазина гидрохлорида (Sparine, Wyeth Laboratories), как предписано Силом и Эриксоном (1969); эти препараты оказались наиболее удовлетворительными.
Figure 6.—A choker was used to restrain wolves caught in traps. (Photo courtesy of D. L. Breneman.)
Figure 7.—A. A small hypodermic syringe is loaded with drugs. B. The loaded syringe is used on the end of a pole. (Photos courtesy of D. L. Breneman.)
Пятый волк (самка), пойманный за грудь живой петлей, был обработан без применения лекарств. Для удержания ее головы использовалась рогатина (Коленоски и Джонстон 1967), и она не оказывала сопротивления (рис. 8). Очевидно, она вошла в состояние шока или иное психофизиологическое состояние бессознательного, поскольку после освобождения она оставалась на боку и не двигалась в течение 1,5 часов, несмотря на наши попытки подтолкнуть ее в течение первых нескольких минут (рис. 9). Затем она внезапно вскочила и убежала.
Figure 8.—Once pinned by the forked stick, the wolf ceased struggling. (Photo courtesy of Richard Bend.)
Figure 9.—After release, the wolf lay still for 1½ hours before jumping up and running off. (Photo courtesy of L. D. Mech.)
Figure 10.—A radio transmitter collar was placed around the neck of each trapped wolf. (Photo courtesy of D. L. Breneman.)
Figure 11.—Each ear of the wolf was tagged with identifying numbers. (Photo courtesy of Richard Bend.)
Каждый волк был осмотрен, оснащен ошейником с радиопередатчиком с внутренней окружностью 15 дюймов (рис. 10) и помечен идентификационными номерами на обоих ушах (рис. 11). Каждый передатчик работал на разной частоте в диапазоне 150 МГц, излучал импульсный сигнал в диапазоне от 75 до 350 импульсов в минуту и имел расчетный срок службы не менее 300 дней (рис. 12). На передатчиках использовались два типа 12-дюймовых штыревых антенн: один тип проходил вдоль стороны ошейника, а затем выступал сверху на 6 дюймов; другой был полностью прикреплен внутри ошейника и проходил вверх по одной стороне, вокруг верха и частично вниз по другой стороне. Передатчик, батареи и антенна были сформованы в ошейник из акрила весом 11 унций (Меч и др. 1965). [2] Все радиооборудование работало безупречно не менее 5 месяцев, а один передатчик продолжал работать не менее 9 месяцев.
Figure 12.—Each radio collar had a different frequency tuned to special receivers, which allowed each wolf to be identified. (Photo courtesy of D. L. Breneman.)
Для отслеживания радиомеченных волков направленная антенна Яги (рис. 13) крепилась к каждой из стоек крыла самолета и подключалась внутри к портативному приемнику. Обычная техника отслеживания заключалась в полете на высоте от 1500 до 3000 футов к последнему известному местоположению искомого волка (рис. 14). Если сигнал не удавалось получить в этой точке, самолет спиралью поднимался вверх, пока сигнал не был найден или пока не достигалась высота 10 000 футов. Если сигнал все еще не был слышен, выполнялся поиск по схеме на высоте 10 000 футов. Дальность сигнала с этой высоты составляла от 15 до 35 миль; на высоте 3000 футов — от 10 до 15 миль. Ошейники с антеннами, полностью сформованными внутри, давали лишь около двух третей дальности тех, что выступали частично, но могли прослужить дольше, поскольку антенны не могли сломаться. Неизвестно, ломались ли какие-либо выступающие антенны во время исследования, но 5 января 1970 года один волк был пойман повторно, и его антенна была сломана.
Figure 13.—Directional yagi antennas fastened to the wing struts of the aircraft were necessary to "home in" on the wolves. (Photo courtesy of U.S. Bureau of Sport Fisheries and Wildlife.)
Figure 14.—The tracking aircraft was usually flown at altitudes of 1,500 to 3,000 feet. (Photo courtesy of Dick Shank.)
Когда сигнал был получен, самолет направлялся в приблизительную сторону источника, пока сила сигнала не достигала пика; затем выполнялся поворот на 90° в направлении, где сигнал казался наиболее сильным. Серия таких маневров вскоре сужала область до точки, где был возможен визуальный поиск. После практики и опыта работы с этой техникой мы могли определить приблизительный источник сигнала в течение 10–30 минут после его первого получения.
Несмотря на то, что радиомеченные волки проводили большую часть времени в глубине материка, часто в хвойных насаждениях, их часто наблюдали с самолета. Техника заключалась в кружении на высоте от 300 до 800 футов в радиусе четверти мили от точки, откуда исходил самый сильный сигнал. С декабря по апрель 65 процентов волков, обнаруженных по радио, были замечены визуально; для более опытного персонала этот показатель был намного выше. Стая из пяти волков, за которой велось наблюдение, была замечена 31 раз из 33 попыток в феврале и марте.
Всякий раз, когда волки обнаруживались, радиомеченные или нет, наблюдения проводились с высоты, которая не беспокоила их. Стаи по-разному реагировали на самолет, но только одна или две убегали от него. Радиомеченные волки и стая из 10–13 особей привыкли к самолету и обычно могли наблюдаться с высоты 500 футов и менее без беспокойства (рис. 15).
Почти все радиослежение велось с самолетов, но когда ненастная погода препятствовала полетам, некоторые попытки с земли были успешными, когда волки находились достаточно близко к дорогам. Обычная дальность на земле составляла от 0,75 до 1,50 мили. К одному волку удалось приблизиться на расстояние 35 футов с помощью радиослежения.
Figure 15.—The wolves studied soon became accustomed to the aircraft and could then be observed during their natural activity. (Photo courtesy of L. D. Mech.)
СНОСКИ:
[1] Упоминание торговых марок не является одобрением со стороны Лесной службы Министерства сельского хозяйства США.
[2] Акриловый ошейник был изготовлен компанией Davidson Co., Миннеаполис, Миннесота, которая также произвела некоторые передатчики. Другие передатчики и два радиоприемника были изготовлены компанией AVM Instrument Co., Шампейн, Иллинойс.
РЕЗУЛЬТАТЫ И НАБЛЮДЕНИЯ
Наблюдения с воздуха, проведенные в ходе этого исследования, заняли 490 часов, распределенных следующим образом: январь, февраль, март 1967 года — 124 часа; февраль 1968 года — 10 часов; с декабря 1968 года по август 1969 года — 356 часов. Было проведено семьдесят семь наблюдений с участием в общей сложности 323 волков (таблица 1), исключая животных, обнаруженных с помощью радиослежения.
Один самец и четыре самки волков были радиомечены, и за ними и их сородичами наблюдали с перерывами в течение периодов от 5 до 8 месяцев (таблица 2). Все, кроме одного, изначально получили некоторую травму лапы. Трое из этих животных хромали, но только в одном случае хромота была признана достаточно сильной, чтобы существенно повлиять на перемещения или поведение животного. В том единственном случае волк (№ 1057) попал в стальной капкан в очень холодную ночь, и ее лапа обморозилась. После этого ее часто видели прыгающей на трех лапах. Она не могла поспевать за своей стаей, состоявшей из 10–13 членов, и ее перемещения были сильно ограничены по сравнению с другими волками. Однако ее часто видели питающейся свежей добычей, и, возможно, она даже сама ее добывала.
Таблица 1. — Размеры популяционных единиц волков, наблюдаемых в северо-восточной Миннесоте
Population unit[3]
(number of wolves) Wolf observations
Winter
1966-67 Winter
1968-69 Total Winters[4]
1948-53
Number Percent Number Percent Number Percent Number Percent
1 8 31 17 33 25 32 48 43
23126129122422 3312245676 4——7147976 527486887 6312487976 727123444 8312366833 9——242333 10272445—— 11———————— 12——121111 13——2423——
Total number
of wolves109—214—323—318—
Total number
of observations26—51—77—112—
Mean population
unit size4.2 —4.2 —4.2 —2.8 —
СНОСКИ:
[3] Поскольку волчьи стаи иногда временно разделяются, эти цифры могут не совсем точно отражать фактические размеры стай; тем не менее, они должны давать достаточно точные приближения.
[4] По Стенлунду (1955).
Таблица 2. — Справочная информация о пяти радиомеченных волках, изученных в северо-восточной Миннесоте
Wolf Estimated
weight[5]
(pounds) Usual
associations Location
captured Date
captured Last date
located Days
located General
condition
Number Sex
Number
1051M 75 None[6] T62N-R7W-S18 Nov. 27/68 Apr. 24/69 84 Good, but two toes frozen in trap; animal limped lightly for 5-6 wks.
1053 F 60 None T62N-R8W-S13 Dec. 10/68 Aug. 29/69 72 Thin; top of foot cut in trap but no broken bones or frozen toes; limped for at least 10 wks.
1055 F 60 Another wolf
intermittently T61N-R10W-S26 Jan. 5/69 May 30/69 65 Thin; two toes lightly frozen; no limp ever noticed.
1057 F 60 Pack of 13[7] T66N-R5W-S33 Jan. 8/69 Apr. 24/69 47 Thin; front foot frozen in trap; lost use of foot and could not stay with pack.
1059 F 65 Pack of 5 T62N-R11W-S26 Jan. 22/69 Aug. 29/69 51 Good but thin; captured in snare; no apparent injury.
СНОСКИ:
[5] Волк 1059, когда был убит охотником 10 января 1970 года, казался того же размера и состояния, что и при радиомечении; однако она весила всего 53 фунта, что указывает на то, что, вероятно, все веса завышены.
[6] Следы стаи из как минимум двух других волков проходили мимо капкана, где был пойман 1051; однако не было никаких других признаков того, что 1051 мог быть членом стаи.