В этой статье мы с вами проведём настоящее научное исследование и выясним, где и как любоваться птицами в Казахстане, и почему именно так.

Прикреплю эту картинку как анонс, а дальше всё подробно расскажу

Бёрдвотчинг

Бёрдвотчинг начинался как популярное хобби, любительское наблюдение за птицами.

В последние годы появилось несколько крупных сайтов, где бёрдвотчеры со всего мира делятся фотографиями и наблюдениями. Самые известные сайты в мире – ebird.org и inaturalist.org, в Казахстане – kz.birding.day (ранее – birds.kz).

За несколько лет эти сайты из простых фотогалерей превратились в большие базы данных, используемые орнитологами. Списки наблюдений можно скачать, обработать статистическими методами и сделать из них немало интересных выводов. Покажу на примере.

Количество бёрдвотчеров и фиксаций птиц в Казахстане растёт каждый год!

«Большой год»

Бёрдвотчеры – крайне азартные ребята. В каждой стране проводится конкурс – «Большой год». Его цель – сфотографировать как можно больше видов птиц за год. Победители получают ценные призы, и страсти в первой десятке кипят!

Тема исследования: где и когда в Казахстане можно увидеть и сфотографировать больше всего видов птиц? И это исследование поможет вам занять высокое место в «Большом году Казахстана», а, возможно, и победить!

В конкурсе «Большой год – Казахстан» в 2024 году участвовало почти сто человек. Первое место занял Амирекул Кудайберген с результатом в 282 вида.

Скачиваем данные

Сайты Inaturalist и Ebird позволяют выгрузить данные в стандартизованном виде. Birds.kz не предоставляет готового интерфейса, однако, администраторы сайта не против анализа общедоступных данных.

Скачивание данных – выполнено! 

На 2024 год по всему Казахстану – 370 тысяч наблюдений с 2000 года, из них 135 тысяч на сайте «Птицы Казахстана» Birds.kz.

Первая проблема – списки видов не совпадают

Как вы знаете из прошлой статьи, понятие вида в биологии не очень точное. Из-за этого параллельно используется несколько систематик.

На сайтах Inaturalist и Ebird используется международная биологическая систематика по версии Clements. Сайт Birds.kz не использует стандартные систематики и ведёт собственный список видов. Так что придётся привести данные Birds.kz к систематике Clements.

Приведение к единому списку видов – выполнено! 

Inaturalist и Ebird для Казахстана дают 489 видов, Birds.kz даёт 499 видов. При объединении трёх баз данных в одну – получается 531 вид.

Среди них есть спорные и, возможно, ошибочные фиксации. Также во всех трёх базах есть несколько единичных уникальных наблюдений – вероятно, случайно залетевших птиц. На итоговый результат эти «выбросы в данных» почти не повлияют.

Вторая проблема – географическая привязка

На всех трёх сайтах бёрдвотчеры могут указать место наблюдения в свободном виде. Спектр вариантов огромный: Ботанический сад Алматы, Алматы Бак, АББ, Almaty–Botanical Garden, Алматинский Ботсад  и ещё примерно пятьдесят способов указать одно и то же место на разных языках и с разным порядком слов.

К счастью, на сайтах также указываются географические координаты. Они могут быть немного не точными, но и это на финальный результат по областям заметно не повлияет.

Google предоставляет бесплатный сервис для геокодинга, с его помощью можно для всех наблюдений в автоматическом режиме получить информацию про область, район, город. Кстати, ещё и про биотоп, что очень интересно для анализа ареалов, но про это – в одной из следующих статей.

Привязка наблюдений к геокодингу – выполнено! 

Количество наблюдений птиц по регионам

Если посчитать количество фиксаций птиц по регионам, видно, что в Алматинской области + Алматы наблюдений гораздо больше, чем во всех остальных регионах Казахстана. Этот регион обычно называют термином «Большая Алмата», включая сам город, горы к югу, Сорбулакскую систему озёр и реку Или на севере. Отметим сейчас этот дисбаланс.

Осталось сделать несколько технических преобразований, привести данные к единому формату по полям и можно переходить к аналитике.

Предобработка данных – выполнено! 

Когда лучше всего наблюдать птиц?

Итак, данные собраны. Усреднения сделаны, группировки подобраны, переходим к исследовательскому анализу данных.

И тут же натыкаемся на один из главных вопросов науки: как трактовать полученные графики?

Количество наблюдений птиц по месяцам в течение года

Этот график сходу не так и прост для анализа. Видно, что количество фиксаций птиц в мае (130 тысяч) резко растёт: в десять раз больше, чем в декабре (10 тысяч). Неужели в мае птиц в десять раз больше? Попробуем взять более мелкую нарезку – по неделям:

Количество наблюдений птиц по неделям в течение года

Видно, что наибольшее количество наблюдений приходится на 18-23-ю неделю в году (это примерно с 25 апреля по 5 июня). Рост на 17-18-й неделе резкий, но уже гораздо более плавный, чем на предыдущем графике. Значит, мы имеем дело не с ошибкой в данных, а с реальной ситуацией.

Можно предположить, что этот пик – весенняя миграция. Но мы знаем, что птицы мигрируют два раза в год, где же на графике осенняя миграция?

Так хочется узнать ответ на этот вопрос (он известен), но тут ещё одно ограничение научного подхода: надо оставаться в рамках обозначенной темы. Мы решили выяснить, где и когда лучше наблюдать птиц – не будем же отвлекаться!

Тем более, следующий график вас сильно удивит:

Видовое разнообразие птиц по месяцам

Это те же самые наблюдения, но сгруппированные по видам птиц.

Почему такая большая разница с предыдущим графиком, как такое может быть?

Получается, в мае количество фиксаций птиц в штуках – очень большое (от декабря отличается в десять раз), но количество наблюдаемых видов меняется не так сильно, меньше чем в два раза.

Но и этот вопрос уводит нас от изначальной темы. Намекну: дело в условиях для наблюдений и в путях миграции птиц через «Большую Алмату». Помните, как мы недавно замечали дисбаланс в количестве наблюдений? Идём дальше.

Где в Казахстане лучше всего наблюдать птиц?

Кажется, птиц лучше наблюдать в Большой Алмате? Переезжаем? Нет, конечно!

Вернёмся ещё раз к этому графику. Кажется, птиц лучше наблюдать в Большой Алмате? Переезжаем? Нет, конечно!

В Алматинской агломерации живёт около 4 миллионов человек, здесь сложилось большое сообщество бёрдвотчеров – от того так много фиксаций птиц. Но это совсем не значит, что в Алмате наилучшие условия для наблюдений.

Отсортируем список регионов по количеству наблюдений:

Количество наблюдений по регионам

Видно, что в семи регионах Казахстана меньше пяти тысяч наблюдений птиц за всю историю! Также на фоне Алматы – очень мало наблюдений из Астаны и Шымкента.

Получается, если вы хотите своими наблюдениями внести наибольший вклад в науку, нужно заняться бёрдвотчингом в этих регионах. Особенно выделяется Улытауская область и Жезказган – там в 170 раз меньше фиксаций птиц, чем в Большой Алмате! За двадцать лет в этом регионе сделано около тысячи наблюдений, в среднем, около пятидесяти в год. Даже не каждый день…

Но наша задача – победить в конкурсе «Большой год», значит, на эти данные нужно посмотреть в другом разрезе:

Общее количество видов, которые наблюдались в этом регионе

Заметим, что в прошлой таблице Алматы находилась на втором месте, а сейчас – в середине списка. Т.е. даже несмотря на большое количество наблюдателей, биоразнообразие в черте Алматы не самое большое.

А вот биоразнообразие Алматинской области по-хорошему впечатляет. 429 видов птиц по систематике Clements – из 531 всего зафиксированных в Казахстане! А всё благодаря экотонам – так называются зоны на границах разных биотопов, где видовое разнообразие больше, чем обычно. В Алматинской области таких природных зон около десяти, смотря какой систематики придерживаться.

В Улытауской области количество наблюдаемых видов вдвое меньше, чем во второй с конца – Актюбинской. Как мы выяснили ранее, в Жезказгане просто нет регулярных наблюдений, так что эти данные не валидны.

Самые «птичьи» области Казахстана – выявили! 

Следующий шаг. Сгруппируем наблюдения по количеству видов птиц, но на этот раз – не по областям, а по координатной сетке с шагом 0.1 градуса. Отсечём все точки, в которых было зафиксировано менее 200 видов:

Количество наблюдений, видов, и их отношение на координатной сетке

В таком формате не очень понятно, что с этими данными делать, перенесём их на карту:

Места, где в пределах 0.1 градуса наблюдалось больше 200 видов птиц

А вот и то, ради чего мы собрались! Ключевые места для наблюдения за птицами в Казахстане с максимальным биоразнообразием!

Расскажу о них поподробнее:

1 – Алматы и окрестности города. Чуть выше и левее – Сорбулакская система озёр. Чуть правее – Ават и дельты рек Талгар и Есик. Жёлтая точка южнее города – Заилийский Алатау и Озёрное ущелье, где можно встретить птиц, обитающих только в этой природной зоне.

2 – город Актау и озеро Караколь со множеством морских птиц. Оранжевая точка немного южнее – посёлок Кендирли, где ведётся учёт мигрирующих птиц. Несколько лет конкурс «Большой год» выигрывали бёрдвотчеры из Актау и Мангышлака!

3 – Мекка бёрдвотчеров из Астаны – Коргалжынский заповедник, одно из главных водно-болотных угодий страны.

4 – я думал, еcть ли смысл включать этот пункт в список из-за его труднодоступности. Это нефтяное месторождение Тенгиз. Для доступа на большую часть его территории нужно специальное разрешение. И это хорошая новость для птиц и их гнездования – маловероятно, что их потревожат.

Наблюдатели, имеющие возможность там фотографировать, неизменно радуют редкими кадрами.

5 – Талдыкорган и долина реки Каратал в окрестностях города.

6 – Чокпакский перевал и Чокпакская орнитологическая станция, где ведётся учёт и кольцевание мигрирующих птиц.

Чокпак – это небольшая долина в горах шириной в пару километров. Птицы там летят огромными стаями, и за относительно небольшое время можно зафиксировать значительное число видов.

7 – место, где река Чу исчезает в пустыне Бетпак-Дала, окрестности посёлка Жуантобе. Интересно мигрирующими птицами и птицами пустыни.

Ещё раз уточню, что в этом списке только места, где фиксировалось больше 200 видов птиц в пределах 0.1 градуса, т.е. в квадрате примерно 10х10 километров. Фактически, это один географический объект, например, озеро или ущелье, через который проходят пути массовых миграций птиц.

Возможно, есть и другие такие места, но из-за отсутствия регулярных наблюдений в настоящее время про них нельзя сказать точно (предположить можно, например, про Восточно-Казахстанскую область, про Костанай, но об этом – в следующих статьях).

Итак, где и когда?

Мы подошли к финалу. Самые птичьи места выяснены. Осталось узнать, на какой период приходится максимум наблюдений птиц в каждом регионе. Казахстан ведь вытянут и с запада на восток, и с юга на север: максимумы в Актау и в Усть-Каменогорске будут разными.

Периоды фиксации максимального количества видов по регионам Казахстана, плюс-минус 2 недели от указанной даты.

На этом наше небольшое исследование завершено, можно приступать к участию в конкурсе «Большой год»! 

В исследовании использованы материалы сайтов

– https://www.inaturalist.org/, https://ebird.org/ (включаю в текст ссылку на набор данных, чтобы любой желающий мог проверить мои выводы: «GBIF.org (7 July 2024) GBIF Occurrence Download https://doi.org/10.15468/dl.xrfw48»)

– «Птицы Казахстана» https://kz.birding.day/

Всего проанализировано 370 тысяч наблюдений с 2000 по 2024 год.

Диаграммы построены в Jupyter Notebook, язык программирования – Python.