Термин «синантропия» должен означать связь с человеком не только через пространственную структуру поселений, но и через непосредственно зависимых от него домашних животных. Синантропы – это те виды, которые регулярно обитают на территории населенных пунктов или в сооружениях человека.
Различают следующие формы синантропии (в зависимости от времени пребывания в городской среде):
а)облигатная (эвсинатропия); вид встречается как минимум в одной из климатических зон только в антропогенных условиях, а в пределе —только в зоне поселений человека. Свойственна специфическим паразитам человека (постельные клопы).
б) факультативная (гемисинантропия, олигосинантропия): виды имеют в зоне поселений человека оптимальные условия существования, однако образуют популяции и вне антропоценозов, из которых возможна иммиграция в природные биотопы;
в) непрерывная (перманентная): жизненный цикл вида полностью протекает в антропоценозах;
г) временная (ксенантропия): виды находятся в антропоценозах только в определенное время (например, в период (зимовки) или при определенных условиях, не образуя там самовозобновляющейся популяции;
д) частичная: вид принадлежит к антропоценозу на определенной стадии своей жизнедеятельности (возможно лишь часть суток), а в остальное время входит в другие биоценозы. В качестве примера можно привести городскую ласточку, гнездящуюся на домах, но находящую корм (по крайней мере его часть) за городом. Частичную синантропию легко спутать с временной, однако следует учесть, что популяции частично синантропных видов принадлежат к антропоценозу.
В зависимости от характера занимаемого биотопа выделяют следующие формы синантропии:
1. Абсолютная (облигатная) животные обитают только в человеческих жилищах и конструкциях. Свойственна специфическим паразитам человека (постельные клопы).
2. Настоящая (преимущая) - животные обитают во всех типах зданий, включая каменные многоэтажные дома. Виды настолько приспособились, что расселились по всему миру (грызуны).
З. Географически ограниченная - животные хорошо приспособились к обитанию в постройке человека, они заселяют их только пределах своего естественного ареала.
4. Экологически ограниченная - животные не могут длительно жить в современных многоэтажных домах, но способны заселять деревянные доме в сельской местности (грызуны). В местах сельскохозяйственной продукции, грызуны образуют относительно устойчивые группы.
5. Внепостроечная - в пределах населенных пунктов, включая города, всегда есть свободные от строений участки с растительном покровом - сады, скверы. Они являются островками – аналогами природных биотопов.
6.Ложная - это когда численность их в природных биотопах высока, часть особей заходит в рядом расположенные застройки.
Перечисленные формы синантропии не чётко отделяются друг от друга. Различные формы могут быть характерны для одного вида. С увеличением уровня урбанизации, увеличивается доля настоящих синантропов.
Для характеристики синантропии используют разнообразные индексы. Индекс синантропизации (Ws) – означает долю синантропных видов в биоценозе:
,
где Ls – число синантропных видов, Lo – общее число видов.
По мере приближения к границам ареала часто наблюдается возрастание синантропии, что характерно, прежде всего, для видов южного происхождения. Из факультативной синантропия становится облигатной, из временной – постоянной. Особенно заметно ее увеличение к северу. Возрастание синантропии по направлению к северу обеспечивает существование видов в тех областях, где иначе они вовсе не могли бы жить, поэтому многие синантропные виды – космополиты.
Высокую численность синантропных животных в городе обуславливают прежде всего более высокая температура; высокая кормовая база (отмечено, что повышение питательности корма, например на мусорных свалках, компенсирует неблагоприятное воздействие других факторов); наличие многочисленных убежищ; отсутствие конкурентов и естественных врагов. Гораздо меньше в городе в количественном отношении экзоантропов, животных, которые могут обитать на территориях, мало затронутых человеком (лесопарки). Их питание в большинстве случаев не зависит от человека. К этой группе относятся: заяц-беляк, заяц-русак, рыжая полевка, лиса, лось, кабан и др. Практически все экзоантропы связаны с прилегающими к городу лесами, откуда они заходят в лесопарки. Промежуточное положение между синантропами и экзоантропами занимают полусинантропы – животные, отличающиеся экологической пластичность. Они населяют парки, сады, бульвары, а также свалки и помойки. В значительной степени питаются за счет хозяйственных отходов человека. Это – еж, крот, рукокрылые.
1. "Поглощение" городом местообитаний вида в пределах существующего ареала. В результате этого процесса флора и фауна города пополняются за счет автохтонных (аборигенных) видов, которые адаптируются к условиям урбанизации и существуют в городе со стабильной или увеличивающейся численностью, а часть этих видов, которые не могут адаптироваться к новым условиям, исчезают из прежних местообитаний. Вероятность исчезновения прямо пропорциональна степени нарушения местообитаний и обратно пропорциональна численности популяций вида. В составе фауны городов доля аборигенных видов в большинстве случаев меньше, чем доля иммигрировавших.
2. «Смена биотопов» и вселение в город прежде неурбанизированных видов. В этом случае флора и фауна города также пополняются за счет местных видов, которые, как правило, не являются узко специализированными и имеют высокий потенциал адаптации к условиям жизни в городе. Популяции этих видов в городах становятся в большей степени - синантропными, чем исходные популяции. Так, например, сформировались новые синантропные экологические расы вяхиря (Columba palumbus L.) и черного дрозда (Turdus merula L.) в городах Западной и Центральной Европы. По этой же схеме в города проникают солелюбивые и водно-болотные виды растений, если в результате использования соли для таяния снега и льда и подтопления формируются городские местообитания с соответствующими условиями. Вероятность пополнения флоры и фауны городов видами по данной схеме выше в тех случаях, когда исходные местообитания вне города связаны системой "коридоров" с их городскими аналогами.
3.Формирование новых экологических ниш, которые занимаются видами-переселенцами из других географических областей в соответствии с их экологическими требованиями. Пополнение флоры и фауны городов по этой схеме предполагает наличие у видов механизмов активного и пассивного расселения. Активное расселение характерно для всех подвижных животных, а также тех растений, у которых имеются ползучие или "лазящие" побеги либо специальные (гидропневматические) механизмы разбрасывания семян. Примерами могут быть произрастающий на засоренных местах юга Украины бешеный огурец (Ecbalium elaterium (L.) A. Rich) или распространившийся за последние два десятилетия по большей части Украины североамериканский вид эхиноцистис шиповатый (Echinocystis lobata (Michx.) произрастающий на переувлажненных засоренных местах в поймах рек в городах и пригородах. Во многих случаях подобного распространения видов активному освоению новых территорий предшествует, как правило, случайный занос или целенаправленная интродукция. Пассивное расселение характерно для большинства видов растений и многих животных: земноводные (на стадии яйца или личинок), рыбы, насекомые, паукообразные, паразитические черви, простейшие, причем у ряда видов животных активное расселение часто комбинируется м пассивным.
4. Комбинированная схема – результат процессов пассивного расселения и «смены биотопов» прежде неурбанизированных видов.
В результате общей специфики урбанизированных территорий, видовой состав животных в городе, как правило, обедне по сравнению с составом животных большинства естественных экосистем того же региона, за исключением, может быть, состава животных-паразитов (Клауснитцер, 1990). Для многих групп животных их видовое разнообразие закономерно уменьшается от окраин к центру города.
Энтомофауна городской экосистемы характеризуется ограниченностью таксономического разнообразия что заключаются, по-видимому, в флористической бедности биомассы этих экосистем, в отмеченной в предыдущих темах специфике почвенного покрова в городах, в техногенной загрязненности всех компонентов городских экосистем, а также вследствие использования химических мер борьбы с насекомыми в рекреационных зонах городов. Вместе с тем присутствие в городе древесно-кустарниковой растительности, не свойственной данной ландшафтно-климатической зоне, обусловливает иногда внедрение в экосистемы города отдельных видов насекомых, отсутствующих в естественных биотопах данного региона.
Среди массовых насекомых в городах преобладают виды фитофаги — обитатели древесной растительности, паразиты и хищники (около 40%), тогда как видов сапрофагов гораздо меньшее (около 28%), а их суммарная численность низка. Здесь мало видов насекомых, обитателей почвы и травянистой растительности.
Среди позвоночных животных, обитающих в городе, земноводные и пресмыкающиеся, в силу особенностей их биологии, характеризуются большой экологической пластичностью, высокой жизнестойкостью и склонностью к синантропии. В то же время они наиболее подвержены влиянию факторов урбанизации, поскольку не имеют таких развитых механизмов этологической адаптации или возможности расселения, как птицы и млекопитающие. По данным О.А.Леонтьевой, 2000, состояние герпетофауны Москвы характеризуется неуклонным смещением мест встреч земноводных и пресмыкающихся в этом мегаполисе к периферии города. Эти животные со временем полностью исчезают на относительно небольших и изолированных зеленых территориях. Их обилие постепенно снижается и в крупных лесопарковых массивах. В последние годы на территории Москвы достоверно регистрируются только 9 видов земноводных и 2 (не учитывая единичной встречи веретеницы ломкой) — пресмыкающихся. В рекреационных зонах городов обычно присутствуют 1—2 вида подотряда ящериц и изредка у городских водоемов обыкновенный и еще реже водяной ужи.
Основные причины сокращения численности и исчезновения земноводных в мегаполисе: 1. Уничтожение, трансформация и загрязнение мест обитаний и мест размножения. 2. Антропическая фрагментация популяций и их местообитаний. 3. Уничтожение природных коридоров для восстановления угасающих популяций. 4. Изменение характера субстрата и микроклимата природных биотопов. 5. Воздействие домашних и синантропных, водных и околоводных хищников. 6. Вандализм со стороны человека и сбор для террариумного содержания.
Очень беден в экосистемах городов умеренной зоны видовой состав млекопитающих. Из млекопитающих, кроме одомашненных, в городских экосистемах обычны несколько видов мышевидных грызунов, иногда в городских парках белка обыкновенная, лесная и садовая сони, отдельные виды отрядов насекомоядных и рукокрылых и очень редко представители отряда хищников: ласка, некоторые другие виды куньих.
Причины таксономической бедности млекопитающих на урбанизированных территориях заключаются, по-видимому, в скудности травянистой растительности, в специфике почвенного покрова и его распределении, усложняющем для многих мелких млекопитающих создание убежища, в бедности энтомофауны (особенно наземной) — кормовой базы некоторых млекопитающих. Сильно усложняют существование млекопитающих, на территории городов интенсивные здесь антропогенные факторы беспокойства и постоянное присутствие в городских экосистемах большого числа кошек, а в последние годы и бродячих собак.
Птицы по видовому разнообразию в городских экосистемах уступают только насекомым. Но тем не менее таксономический состав орнитофауны городов также, как правило, беднее, чем в естественных экосистемах тех же регионов. Существенное значение в определении видового многообразия птиц в городах имеют возраст самих городов, возраст и площадь их парковых зон, а также разнообразие городских построек, создающих благоприятные условия для гнездования многих видов птиц - сизого голубя, черного стрижа, городской и деревенской ласточек, домового воробья и некоторых других (удода, белой трясогузки, обыкновенной каменки и др.).
Факторами, ограничивающими видовое разнообразие птиц в городах, следует, видимо, считать ограниченность здесь видового состава, а нередко и биомассы насекомых, бедность растительности и особенно числа старых дуплистых деревьев, ограниченность площади зеленых насаждений, скудность и дискретность травянистого покрова, не обеспечивающего благоприятного существования наземно- гнездящихся птиц, шумовую насыщенность городов, интенсивное движение людей и транспортных средств, обилие здесь кошек и собак, а для хищных птиц — скудность доступной для них в городе кормовой базы и для крупных хищников - ограниченность площади городских экосистем. По этим же причинам численность большинства видов птиц, заселяющих городские территории в гнездовой период, как правило, гораздо меньше их относительной численности в естественных биотопах тех же регионов. Только для небольшого числа видов, особенности биологии которых сформировались как результат антропогенного отбора в городских условиях, города являются наиболее благоприятной средой их обитания. Как следствие этого, численность и плотность популяций этих птиц в экосистемах городов бывает очень большой и обычно превышает соответствующие показатели любых видов птиц в естественных экосистемах. Этому способствует и очень незначительная, как правило, численность на городских территориях специализированных хищников-орнитофагов.
Среди птиц и млекопитающих в городских экосистемах по численности заметно преобладают полифаги, способные использовать в качестве кормовой базы разнообразные органические бытовые отходы, а для убежищ и гнезд — постройки человека или древесно-кустарниковую растительность. Но при этом здесь, как правило, немного видов дуплогнездников, очень редки наземно-гнездящиеся птицы, а также почвенные млекопитающие и норники. Очень мала и численность этих видов. Из стенофагов на урбанизированных территориях с большой численностью обитают или паразитарные организмы, или виды, корм которых однороден, но обилен, а запасы создаются человеком. Местом гнездования сизого голубя являются постройки человека, а основным кормом — бытовые отходы, состоящие или изготовленные из семян, характерный пример такого типа синантропизации — стенофага-семеноеда.
Сниженная интенсивность размножения многих животных на урбанизированной территории и высокий уровень смертности, особенно молодняка, как правило, исключают возможность высокой численности здесь большинства видов позвоночных, кроме типичных синантропов.
Вместе с тем на территориях интенсивного техногенного загрязнения, в связи со сниженной плотностью популяций, у некоторых видов (например, несинантропных грызунов) молодняк раньше включается в процесс размножения по сравнению с животными из контрольных биотопов. Кроме того, слабое давление хищников и отсутствие конкурентов делают возможным, во-первых, периодические вспышки численности видов животных, имеющих достаточно обильную кормовую базу, например, некоторых насекомых, питающихся листьями древесных и кустарниковых растений или органическими бытовыми отходами, а также синантропных грызунов, если ослабевает искусственное ограничение их численности. Во-вторых, те же причины обусловливают постепенное, но постоянное нарастание численности некоторых животных, интенсивно осваивающих специфическую кормовую базу городских экосистем и убежища, неумышленно создаваемые для них в городе человеком (некоторые виды комаров и муравьев, серая ворона, кольчатая горлица и ряд др.).
Таким образом, на урбанизированных территориях формируются специфические сообщества животных, отличающиеся от сообществ естественных биотопов тех же регионов, как по составу видов, так и по их численности и некоторым межвидовым взаимодействиям, по фенологии, экологии многих видов, по реакции животных на антропогенные факторы.