Радиопрослеживание медведей гризли (Ф. Крэйхед, Дж. Крэйхед, Р. Дэвис)

Всем, конечно, понятно, какое большое значение имеет использование электроники в области экологии. Однако сравнительно мало экологов и специалистов по электронике обладают достаточными практическими или теоретическими знаниями одновременно в этих обеих областях науки. Поэтому необходимо тесное сотрудничество между ними. Мы считаем, что исходным пунктом для такого сотрудничества является разработка систем радиопрослеживания и особенно определение требований к этим системам, предъявляемых при сборе информации в естественных условиях. Эта работа создает основу для обмена мнениями между экологами, инженерами и специалистами по другим вопросам. Биологические задачи опыта определяют для инженеров требования к амплитуде, частоте сигнала, весу, мощности и сроку службы батареи.

Радиопрослеживание животного в естественных условиях можно определить как метод, в котором электронное оборудование используется для получения определенных видов экологической информации. В настоящей работе приводятся начальные результаты и дается общая оценка экспериментальной системы для радиопрослеживания медведей гризли (Ursus arctos horribilis).

Использование радиопрослеживания в изучении экологии гризли

Радиопрослеживание является одной из фаз проводимого нами изучения экологии гризли. Работа начата в 1959 г. и планируется на 6 лет; 3 года из них уже прошли. Исследования по изучению продолжительности жизни гризли, возрастной смертности и динамики популяции могут потребовать непрерывной или периодической работы в течение весьма длительного времени, возможно до 20 лет. Радиопрослеживание планируется на 3 года, причем 1-й год интенсивной работы уже закончился.

Мы ставили перед собой следующие основные задачи.

1. Разработать и усовершенствовать способы отлова, мечения и усыпления гризли.

2. Изучить динамику популяции гризли и, наблюдая за мечеными животными, определить численность популяции, ее плотность, половой и возрастной состав, время наступления половой зрелости, способность к размножению, скорость роста, смертность и скорость обновления популяции.

3. Изучить поведение популяции, состав семьи, поведение в брачный период и взаимоотношения между различными членами популяции и ее отдельными единицами.

4. Определить размеры индивидуальных территорий, суточные и сезонные перемещения, расстояния, проходимые при поисках пищи, мест спячки и особей другого пола в период спаривания.

5. Определить требования, предъявляемые гризли к своим местообитаниям, и связать это с сезонными изменениями растительности, а также с наличными запасами пищи, имеющимися типами местообитаний и мест спячки.

6. В сотрудничестве со специалистами изучить физиологию, гематологию и патологию гризли.

7. Приспособить и использовать для получения экологических данных электронное оборудование. (Хотя радиопрослеживание относится к этому последнему пункту, от него зависит также успешное выполнение других поставленных задач.)

Исследования проводились в Йеллоустонском национальном парке, где сохранилось небольшое количество гризли - около 200 животных. Периодически они концентрируются в сравнительно небольших участках, но весной и осенью перемещаются по всей территории парка (8735 км²) и даже за ее пределами.

Исследования были проведены на 122 гризли [1]. 30 из них были усыплены с помощью работающего на углекислоте духового ружья, посылающего шприц с наркотическим веществом. Другие гризли были сначала пойманы, а потом обездвижены. Средняя доза препарата, расслабляющего мышцы (хлористого сукцинилхолина), составляла 0,43 мг на 1 кг веса тела животного. Наркоз вызывали интратрахеальным введением пентобарбитала натрия [2], которому предшествовало введение хлористого сукцинилхлорида. Такой наркоз действовал в течение нескольких часов и обеспечивал достаточное время для нанесения метки, сбора данных и укрепления радиопередатчиков.

Как мы уже указали, необходимость использования системы радиопрослеживания была определена при первоначальном планировании, а предварительные работы были выполнены за первые два сезона. Потребность в такой системе стала еще более очевидной в конце 1960 г. в течение которого было проведено свыше 700 наблюдений над 77 помеченными медведями. Несмотря на это, не было обнаружено ни берлог, ни даже тех районов, где они находятся, причем было собрано очень мало информации о дневной и ночной активности животных и об их перемещениях. Было очевидно, что некоторые данные невозможно получить без помощи систем радиопрослеживания.

С практической точки зрения наиболее важно было усовершенствовать способы опознания отдельных медведей среди других членов популяции, занимающей обширную территорию. Гризли очень активны ночью, хотя и не являются ночными животными. Примерно 6 месяцев в году они проводят в спячке. Таким образом, наблюдения можно проводить в основном рано утром и поздно вечером в течение пол у года. В основном задача состояла в определении местонахождения каждого медведя через определенные промежутки времени, достаточно малые для того, чтобы обеспечить количественный уровень наблюдений.

Требования к аппаратуре для прослеживания

Важнейшее значение имел выбор подходящей радиочастоты, так как частота определяет особенности и возможности всей системы слежения.

Поскольку работа велась в гористой местности, покрытой густым лесом, частота должна была быть достаточно низкой - 20 Мгц или ниже - для преодоления экранирующего эффекта. Однако ограничения, налагаемые небольшими размерами антенны (штыревой или рамочной), указывали на необходимость работы в высокочастотном диапазоне. Задача состояла в нахождении наилучшего соотношения между этими противоположными требованиями. Маршалл [3] обнаружил рассеяние и резкое изменение силы сигнала частотой 150 Мгц даже на небольших расстояниях. Ле Мюньян и др. [2] работали с частотами 0,19-0,55 Мгц, но эффективный диапазон действия составлял при этом всего 16,45-22,85 м. В нашем выборе мы были ограничены частотами, которые могли быть предоставлены нам управлением Национального парка, причем ни одна из них не должна была мешать работе систем связи парка. Как наилучший для нас вариант была выбрана частота 32,02 Мгц.

Первоначальный план работы

С учетом биологических особенностей исследуемого объекта, условий неровной лесистой местности и ограничений, накладываемых на электронное оборудование при различных способах слежения, был намечен план работы, который казался нам вполне осуществимым. Для обнаружения района расположения гризли с прикрепленными к ним радиопередатчиками мы намеревались построить на какой-нибудь возвышенности чувствительную принимающую станцию с радиусом действия 16-32 км, работающую при питании 110 в переменного тока. С помощью двух переносных приемников, имеющих антенну типа Уда-Яги с большим коэффициентом усиления и диапазоном приема сигналов до 8 км, можно было бы осуществлять точную пеленгацию гризли и составлять графики их передвижения, а для приближения к медведям использовать портативные направленные приемники с диапазоном от 1,6 до 3,2 км, что облегчило бы прослеживание на небольшом расстоянии и непосредственное наблюдение (эти приемники должны быть легкими и прочными). Кроме этого, нам казалось необходимым наличие устройства для слухового или визуального наблюдения принятых сигналов. Приемопередатчики диапазона СВ^* должны были обеспечить связь голосом между стационарной станцией, переносными и портативными приемниками.

^* (СВ - диапазон для индивидуальных станций (460-470 Мгц). - Прим. перев.)

Были определены следующие требования к передатчикам: 1) диапазоны - от 16 до 32 км для стационарной принимающей станции, 8 км для переносных и 3,2 км для портативных приемников; 2) срок службы 3-6 месяцев, предпочтительнее 6; батареи сменные или перезаряжаемые, способные работать при низкой температуре; 3) размер и вес - как можно меньше; желательно, чтобы общий вес не превышал 22 г; 4) антенна либо короткая, либо гибкая, либо одновременно короткая и гибкая; если возможно, то в виде ошейника; 5) сигнал непрерывный или дискретный, причем последнее предпочтительнее. Для того чтобы отличать сигналы друг от друга, они должны модулироваться по частоте или представлять собой различные по параметрам импульсы; 6) передатчик влагонепроницаемый и нечувствительный к толчкам.

Эти первоначальные требования послужили основой для дискуссий между экологами, инженерами и другими специалистами, в результате которых были отвергнуты неосуществимые и слишком дорогостоящие идеи и найдено некоторое компромиссное решение, что подавало надежды на создание системы слежения, оптимальной с экономической, физической и биологической точек зрения.

К началу работы по радиопрослеживанию гризли еще не были созданы стационарные и переносные приемники с антеннами, дающими большой коэффициент усиления. Поэтому сейчас переделывается обычное, имеющееся в продаже радиооборудование, которое сможет быть использовано уже в текущем году. Первоочередная задача состояла в том, чтобы создать портативные направленные приемники и передатчики небольшого веса. О результатах этой работы мы здесь и расскажем.

Испытание передатчика

Осенью 1960 г. мы проверили опытный образец передатчика. Этот образец был выполнен без микроминиатюризации, но с применением транзисторов с кварцевой стабилизацией. Выходная мощность составляла около 10 мвт, потребление тока - 3 ма при напряжении 9 в. Антенна представляла собой двухвитковую настроенную рамку. Используя приемник Халликрафтерс модель S-76 с антенной длиной 550 см, мы принимали непрерывный сигнал на расстоянии 1,3 км. При использовании приемника Гонсет G-66 с ненаправленной штыревой антенной максимальное расстояние приема поблизости от Пало Алто (Калифорния) составляло 3,2 км, и мы полагаем, что при направленной антенне это расстояние можно увеличить до 8 км и более. Проверка радиуса действия и направленности сигналов передатчика была про ведена в Йеллоустоне, в одном из мест обитания гризли, причем передатчик был укреплен на усыпленном животном.

Вторая серия испытаний проводилась в августе 1961 г. с передатчиком, выполненным с применением техники микроминиатюризации. Он весил 56,6 г и потреблял 20 ма при напряжении батареи 9 в. Одновитковая настроенная рамочная антенна имела диаметр 25 см. При испытаниях использовались приемники Халликрафтерс с штыревой антенной и приемопередатчики диапазона СВ. Для более четкой идентификации сигнала он модулировался либо вращением рамки, либо замыканием и разрывом цепи. Связь голосом в диапазоне СВ позволяла нам следить за сигналами, принятыми приемниками, и сравнивать их с действительной модуляцией. Постоянный сигнал одной частоты принимался в гористой лесной местности на расстоянии 4,8 км. Вероятнее всего, что при этих условиях возможный максимум расстояния не достигался. Если передатчик находился на горе Уошберн на 610 м выше приемника, то на расстоянии 10 км сигнал был громким и отчетливым, но когда передатчик переносили на противоположную сторону горы, он затухал.

Окончательные испытания проводились с импульсными передатчиками и направленными портативными приемниками, весившими соответственно 900 г и 3,6 кг. В холмистой местности с редким лесом наибольшее расстояние приема сигналов при этих передатчиках и приемниках составляло 1,6 км, в лесистой местности - до 15 м. Слежение проводилось путем измерения принятого сигнала, причем максимум его соответствовал направлению на источник излучения; определение минимума сигнала позволяло уточнить это направление.

При вращении рамочной антенны на 90° минимум сигнала соответствовал расположению передатчика перед плоскостью витка, а максимум - совпадению плоскости витка с направлением на передатчик.

Экспериментальная система радиопрослеживания животных

Аппаратура, использованная в первых опытах по радиопрослеживанию гризли летом 1961 г., удовлетворяла большей части первоначально выдвинутых требований, но не всем целиком. Она позволяла решить более скромные экологические задачи, чем планировалось ранее, и была разработана с учетом скорее практических, чем теоретических ограничений, накладываемых на электронное оборудование.

После успешного проведения испытаний мы имели в своем распоряжении наиболее существенные элементы системы слежения. Она состояла из двух отдельных, но работавших одновременно радиосистем: системы радиопрослеживания и переговорной системы. Переговорная система состояла из 4 приемопередатчиков в диапазоне СВ, из которых один был стационарный, два - переносные и один - портативный. Наибольший радиус действия переносных приемопередатчиков составлял 22,4-24 км при расположении их на возвышенности и примерно 13 км - на ровной местности. Средний радиус действия при работе с портативным приемопередатчиком составлял 1,6 км. Система прослеживания состояла из импульсных передатчиков и портативных направленных приемников с характеристиками, указанными ранее при описании их испытаний.

Ниже приводятся основные черты передатчика, портативных приемников и переговорной системы, применявшихся в первых опытах радиопрослеживания гризли.

Схема передатчика показана на фиг. 1. На транзисторе типа 2N1742 собрана схема генератора с кварцевой стабилизацией на частоту 32,02 Мгц. Сигнал от генератора мощностью 10 мвт поступает в усилитель, собранный на транзисторе 2N914. Транзистор работает с нулевым смещением на базе и при отсутствии входного сигнала (32 Мгц) потребляет ничтожно малый ток. Выходная мощность усилителя 50-100 мвт, к. п. д. - 50%. Размеры передатчика 25 × 25 × 50 мм, вес 56,6 г.

Фиг. 1. Схема передатчика для прослеживания гризли

Первоначально был построен и испытан передатчик для непрерывного излучения в диапазоне СВ, но следующая конструкция была уже предназначена для посылки импульсов. Это было сделано по двум причинам. Во-первых, срок службы батареи увеличился в 5-10 раз. Во-вторых, у передатчиков можно было предусмотреть разную частоту посылки импульсов, что давало удобный способ разделения сигналов от различных гризли.

Ширина импульса была выбрана равной примерно 0,1 сек, что позволяло использовать узкополосный фильтр и когерентно-импульсное детектирование (всех этих усложнений не было при первых опытах радиопрослеживания).

Постоянная времени цепочки RC и ток смещения в цепи базы триода 2N1742 были выбраны так, чтобы обеспечить частоту повторения импульсов около 1 гц с шириной импульса 0,1 сек. В промежутке между импульсами заряжался конденсатор 20 μф и подавал запирающее смещение на транзистор, который при этом не потреблял тока от батареи.

Во время импульса транзистор потреблял ток около 22 ма, или мощность 200 мвт. Так как транзистор был открыт в течение лишь 10% времени, средняя потребляемая мощность составляла всего 20 мвт. Следовательно, для работы транзистора в течение 90 дней была необходима батарея с энергией 44 вт⋅час. Восемь обычных имеющихся в продаже ртутных элементов (тип Мэллори 1450) обеспечивают энергию 36 вт⋅час. Эта батарея объемом 97,35 см³ весит около 453 г.

Одновитковая рамочная антенна передатчика показана на фиг. 2. Она имеет диаметр около 25 см и изготовлена из медной полосы шириной 1,25 см. Виток настроен на частоту 32,02 Мгц с помощью последовательно включенного конденсатора. Передатчик был размещен на заземленном конце рамки, диаметрально противоположном настроечному конденсатору. Выходные концы передатчика были подключены к рамке, причем точка подключения была сдвинута приблизительно на 60° относительно точки заземления (оптимальный сдвиг подбирался при настройке эмпирически). После того как антенну надевали на шею гризли, контур еще раз настраивали на максимум выходной мощности, измеряемой переносным индикатором силы излучения.

Фиг. 2. Антенна передатчика

Блок-схема пеленгатора показана на фиг. 3. В приборе использовались две антенны. Одной из них была штыревая антенна, сигнал от которой поступал в усилитель радиочастоты на одном транзисторе типа 2N502. По этому каналу опорная несущая радиочастота поступала в приемник. Вторая антенна представляла собой одновитковый резонансный контур, сигнал от которого поступал в балансный модулятор на двух транзисторах 2N502. Эти транзисторы переключались с частотой 1 кгц от сигнала генератора звуковой частоты. Выход балансного модулятора состоял из двух боковых частот, смещенных относительно несущей частоты 32,02 Мгц на ±1 кгц. При сложении этого сигнала с сигналом несущей опорной радиочастоты получался обычный модулированный сигнал с обеими боковыми полосами, который и поступал в приемник.

Фиг. 3. Блок-схема пеленгатора

Был приобретен имеющийся в продаже портативный приемопередатчик для диапазона СВ, причем в его приемнике был заменен гетеродин и приемник перестроен на частоту 32,03 Мгц. На выходе приемника был сигнал звуковой частоты 1 кгц, который исчезал, когда источник сигнала находился перед плоскостью рамки. Схема для измерения сигнала также приведена на фиг. 3. Измерительный прибор показывает направление, в котором должна быть повернута рамка антенны для получения минимума принятого сигнала. Следует отметить, что возможности использования этого измерительного прибора ограничены из-за импульсной природы поступающих сигналов (особенно при слабых сигналах).

Данные индикатора не были однозначными. При достижении нуля принимаемого сигнала определялась лишь прямая, на которой находился источник излучения, т. е. гризли мог быть и впереди и позади рамки антенны. Для неопытного оператора это могло внести некоторые затруднения в работу.

Назначение штыревой антенны состояло в повышении чувствительности прибора при малом отношении сигнала к шуму.

Система для связи голосом между операторами оказалась просто неоценимой при проверке аппаратуры и радиопрослеживании. Особенно эффективной она будет при использовании совместно с переносными приемниками. Аппаратура состояла из четырех приемопередатчиков фирмы Хиткит, работавших в диапазоне СВ. Приведем основные данные этих приемопередатчиков.

1. Два приемопередатчика СВ-1: частота 27 Мгц, максимальная мощность, потребляемая выходным усилителем радиочастоты, 5 вт; кварцевая стабилизация частоты; напряжение питания 6-9 в постоянного тока или 110 в переменного тока; переносные или стационарные.

2. Один приемопередатчик GW-10: частота 27 Мгц, максимальная потребляемая мощность 5 вт; кварцевая стабилизация; напряжение питания 6 в постоянного тока, но возможна переделка на 12 в постоянного тока или 117 в переменного тока.

3. Портативный приемопередатчик GW-30: частота 27 Мгц, максимальная потребляемая мощность 90 мвт; кварцевая стабилизация; питание от 9-вольтовой батареи.

Проверка крепления аппаратуры на гризли

Способы крепления передатчиков на шее гризли проверялись в течение двух сезонов. Было проведено 28 прикреплений (на 24 животных). Четырнадцати гризли были введены под кожу прочные полвиниловые ленты, восьми животным - по три медные или латунные полосы и шести - по шесть полос многожильного нейлонового шнура, выдерживающего 9 кг. Для быстрой установки 10 макетов передатчиков использовались поворотные зажимы.

При подготовке к испытанию ошейников было получено около 100 замеров шеи усыпленных гризли. Окружность шеи у взрослых особей составляет в среднем 67,5 см; самый большой из замеров дал 97,5 см. Для проверки ошейника из растягивающейся полиэтиленовой веревки на годовалого самца гризли 22 августа 1960 г. был надет ошейник, внутри которого находился макет приемника. Через год макет был снят в отличном состоянии. В течение всего года проводились частые наблюдения за этим гризли и изучалась его реакция на ошейник, причем ни разу не было замечено попыток животного повредить его. Для проверки ошейника медведя три раза усыпляли. Следует отметить, что от макетов передатчиков, укрепленных на нейлоновом шнуре, большинство гризли избавлялись в 1-2 месяца или даже быстрее. Другие виды креплений сохранялись в течение двух лет, но к ним не были прикреплены макеты передатчиков. Данные опыта позволили сделать вывод, что лучший метод крепления передатчика - при помощи ошейника.

Подготовка ошейника

Семь ртутных элементов фирмы "Мэллори" типа RM-1450RT2 соединяли последовательно, связывали вместе и укрепляли на медной антенне вблизи передатчика. Батарея в целом имела напряжение 10 в, срок службы 60-90 дней и весила 436 г. Она была рассчитана на нормальную работу при температуре 0°, верхний предел - до 70°; при -20° напряжение падало вдвое. Возник вопрос, какова будет температура прикрепленной к медведю батареи в очень холодную погоду. По-видимому, она будет выше температуры воздуха за счет тепла тела гризли и защитного действия его шерстного покрова. Это предположение не проверялось, но мы намереваемся провести такую проверку.

Один элемент батареи имел диаметр 3,75 см и толщину 1,25 см. На антенну надевался плетеный полиэтиленовый чехол с разрывом у настроечного конденсатора антенны. Конденсатор позволял уменьшить размеры рамочной антенны и подогнать их к данному животному; настройка производилась при установке антенны.

Комплект из передатчика, батареи и антенны обматывался тканью из стекловолокна и резиной [6]. К зажимам батареи были припаяны проводники, и места соединений были покрыты несколькими слоями акрилового лака (фиг. 4). Мы считали, что после этих операций ошейник становился настолько влагонепроницаемым и прочным, насколько это было возможно до окончательной настройки.

Фиг. 4. Присоединение батареи к передатчику

Настройка проводилась при установке аппаратуры на гризли. Сначала по индикатору силы излучения проверялся конденсатор антенны. Затем при помощи портативного направленного приемника проверялся диапазон действия передатчика. Последний этап состоял в фиксации настройки конденсатора акриловым покрытием и в надежной защите конденсатора от возможных повреждений (фиг. 5).

Фиг. 5. Покрытие настроенного конденсатора антенны акриловым лаком

Установка аппаратуры на гризли

На гризли № 40 (взрослая самка весом 136 кг) и № 37 (двухгодовалый самец весом 170,5 кг) примерно за месяц до спячки (соответственно 22 и 30 сентября) была установлена аппаратура (фиг. 6). В предыдущие годы этих животных часто ловили и метили цветными метками, поэтому до некоторой степени были известны их поведение, привычки и местообитания. Для этих медведей были подготовлены почти одинаковые по устройству ошейники.

Фиг. 6. Установка передатчика на гризли № 37 за месяц до спячки

Гризли № 37 носил ошейник с макетом передатчика целый год до установки действующей аппаратуры и за это время привык к ошейнику. Испытания показали, что при свободном креплении антенны радиус действия передатчика увеличивается. Исходя из этого, ошейник на гризли № 37 не был укорочен, как это было сделано у гризли № 40, и не очень плотно облегал шею животного. Оказалось, что это было сделано напрасно. После установки аппаратуры гризли № 37 выпустили за 48 км от места его поимки. Несколькими днями позже его видели в районе поимки, но передатчик не посылал сигналов. Через две недели медведь был пойман и ошейника на нем не было.

Во время установки аппаратуры на усыпленном гризли принимались отчетливые сигналы на расстоянии 1,6 км, несмотря на то что медведь находился за холмом. Вероятно, портативный приемник мог бы при благоприятных условиях принять сигнал на том же расстоянии. Мы думаем, что передатчик был потерян медведем сразу же после установки, когда гризли шел к району своей поимки. Интенсивные поиски передатчика были безуспешными. Следует отметить, что как раз потерянный передатчик по силе сигнала и радиусу действия был наилучшим для проведения радиопрослеживания, и очень жаль, что нам удалось провести опыт лишь с другим передатчиком, установленным на гризли № 40.

Этот медведь был пойман в ночь с 21 на 22 сентября и в 9 час. 45 мин. началась установка приборов. Была пурга и температура воздуха 5°. Хотя усыпление медведя проходило с некоторыми трудностями, к 13 час. 10 мин. аппаратура была установлена, передатчик настроен и проверен на радиус действия.

До крепления аппаратуры принимался сильный сигнал передатчика на расстоянии 0,8 км. При подгонке ошейника к шее гризли антенна была укорочена на 7,5 см, после чего сигнал на том же расстоянии стал едва различим. Когда в 16 час. 45 мин. медведь поднялся и пошел, сигнал усилился.

Результаты прослеживания

За гризли № 40 следили с перерывами в течение месяца с 22 сентября по 19 октября. Как и другие медведи в этой местности, он залег в спячку во время снежной бури в ночь с 21 на 22 октября. В течение месяца гризли с передатчиком был замечен 16 раз и прослеживался иногда по нескольку часов. В тех случаях, когда он находился на возвышенности и в пределах видимости, максимальное расстояние, на котором принимались сигналы передатчика, составляло 1,2 км. Среднее расстояние приема радиосигналов при первых 11 обнаружениях составляло 0,64 км.

Сигналы были впервые приняты через неделю после установки передатчика с антенной, в 5 час. вечера, на расстоянии 0,4 км. Медведь не был виден. После прослеживания он был замечен за холмом. Наибольшее расстояние приема сигналов при первом радиопрослеживании составляло 0,8 км, при этом за гризли наблюдали в бинокль и видели ошейник.

На следующее утро, в 7 час. 30 мин., в пургу, вновь были приняты сигналы передатчика на расстоянии 0,8 км, но гризли не был виден. Когда рассвело, его обнаружили при помощи 20-кратного бинокля. В этом случае без системы радиопрослеживания медведь вообще не был бы замечен.

Четыре раза сигнал был принят в темноте или в сумерках, два раза - во время пурги, причем в трех случаях гризли удалось обнаружить при помощи приборов с инфракрасной оптикой.

Информация, полученная при радиопрослеживании гризли № 40, и некоторые трудности, встречавшиеся при этом, дают возможность оценить радиопрослеживание как средство для получения новых данных.

Первого октября, днем, преследуя гризли № 40, мы пришли к укромному месту в лесу, где находилась медведица с тремя медвежатами, причем два из них, № 109 и № 110, ранее были помечены цветными метками и бирками. Спящие медведи были замечены на расстоянии 68,5 м и наблюдались в течение 20 мин. Этот случай позволил обнаружить дневное местонахождение этой семьи гризли, что ранее не было известно. Наше неожиданное появление поблизости от медведей ясно показало как преимущества, так и некоторые недостатки системы радиопрослеживания.

Однажды, в 6 час. вечера, был принят сигнал, и медведь прослеживался некоторое время, пока сигнал не был потерян. Прослеживание было прервано, но часом позже, уже в сумерках, на расстоянии 4 км от прежнего места, при обычной проверке мы снова приняли сигнал. За этот час медведь прошел минимум 4 км.

В другой раз мы приняли сигнал в 5 час. 15 мин. вечера. Пеленгатор указывал, что гризли находился около небольшого холма, покрытого лесом. Мы понимали, что из-за густого леса возможна ошибка в определении направления. К тому же мы знали, что трудно судить о расстоянии только по интенсивности сигнала передатчика, без проведения радиопрослеживания. Тем не менее интенсивность сигнала позволяла предположить, что медведь был близко. Мы решили остановиться и подождать, пока он тронется с места, так как при этом было меньше шансов на неожиданную встречу. Мы стояли 15 мин, внимательно осматривая лес, где, по нашим предположениям, находился медведь. Интенсивность сигнала указывала, что он не двигался. Тогда мы обогнули холм, пройдя 100 м, и вышли на более открытое место. На расстоянии около 150 м в направлении, прямо противоположном ожидаемому, мы увидели медведя. Он поедал труп лося и, очевидно, не замечал нас. Увидев людей, медведь сразу же исчез в лесу.

Этот эпизод показал нам, что интенсивность и нуль сигнала следует оценивать с учетом местности, растительности и направления движения медведя (на приемник, от него или под углом к нему). Например, когда гризли двигается прямо от наблюдателя, его тело находится между передатчиком и приемником и заметно уменьшает силу сигнала.

Однажды утром были замечены свежие следы на снегу и было решено, что они принадлежат гризли № 40. Мы прошли по следам 4 км и приняли сигнал передатчика. Черные жидкие испражнения в следах указывали на очистку кишечника, которая обычно бывает у медведя в это время года, вероятно перед спячкой.

Максимальное расстояние между местами обнаружения гризли составляло 5,6 км. Это и другие данные, полученные при радиопрослеживании, подтвердили нашу уверенность в том, что передвижение некоторых гризли в определенные периоды времени ограничивается небольшими дневными переходами в сравнительно малых областях.

18 октября на сравнительно близком расстоянии от медведя был принят слабый сигнал, причем отчетливый нуль сигнала получить не удалось, что навело на мысль о возможном повреждении передатчика. Поэтому было решено поймать гризли и проверить весь комплект аппаратуры. 19 октября мы заманили медведя и выстрелили в него шприцем с хлористым сукцинилхолином, но инъекция не удалась. Гризли убежал со шприцем, застрявшим в шкуре, и после этого его не видели. Очевидно, медведь залег в спячку 22 октября. До 19 октября ошейник был цел и находился на шее медведя. Вскоре были обнаружены неполадки в схеме одного из приемников, и мы полагаем, что именно эта неисправность была причиной плохого приема сигналов от гризли № 40 при последнем опыте радиопрослеживания.

Оценка полученных результатов

Использованные в наших опытах передатчики и портативные приемники позволяли производить радиопрослеживание на расстоянии максимум 0,8 км. Вероятно, с той же аппаратурой можно достигнуть и расстояния 1,6 км, которое необходимо для хорошего прослеживания гризли в течение достаточно долгого промежутка времени. В наших опытах медведь слишком часто уходил за пределы приема сигнала (0,8 км). Идеальным при работе с портативными приемниками было бы расстояние приема сигналов 2,4-3,2 км. Одновременно можно было бы использовать более чувствительные переносные приемники для определения при помощи триангуляции района нахождения гризли на площади 64-77 км².

Хотя желательно, чтобы срок службы батареи составлял 3-6 месяцев, достаточно ценную информацию можно получить уже в течение одного месяца. Уменьшение веса батареи расширило бы наши возможности, но медведи, видимо, хорошо привыкают и к весу ошейника от 900 до 1360 г. При одновременном радиопрослеживании нескольких гризли желательно иметь сигналы, отличающиеся по параметрам импульсов или по модуляции, но при малом числе объектов можно обойтись и без этого.

При проведении наших первых опытов мы были ограничены во времени, нам мешала погода и различные неисправности в приемниках. Рассматривая опыты в целом, можно сказать, что оборудование работало очень хорошо. Мы полагаем, что более совершенная система даст весьма ценную информацию относительно экологии гризли и что ее можно будет использовать для радиопрослеживания других крупных животных. Мы получили информацию о перемещениях, о размерах индивидуального участка, о поведении, связанном с питанием, о периодах активности (особенно ночной) и о взаимоотношениях между отдельными членами популяции.

Заключение и планы работы на будущее

Полученные в настоящее время результаты доказывают целесообразность создания системы радиопрослеживания животных в природе. Остаются, однако, некоторые нерешенные проблемы. Прежде всего, необходимо улучшить эффективность рамочной антенны передатчика. Следует рассмотреть возможность замены ее штыревой антенной и ферритовым стержнем. Нужно изменить конструкцию ошейника, увеличив зазор между шкурой животного и рамкой, что позволит предотвратить ослабление сигнала вследствие утечек с антенны на животное.

Можно улучшить антенну пеленгатора; в частности следует рассмотреть возможность использования большой многовитковой антенны. Нужно также установить на выходе приемника узкополосный фильтр, настроенный на частоту 1 кгц.

В дополнение к портативным пеленгаторам во время сезона 1962 г. будут использованы переносные направленные приемники. В дальнейшем мы надеемся разработать и проверить управляющую систему супер-регенеративного приемника и 100-ваттного передатчика, расположенных на горе Уошбёрн, на высоте нескольких сот метров над местами обитания гризли. Для будущего изучения экологии гризли было бы важно сравнить имеющийся способ радиопрослеживания с радиопрослеживанием при помощи управляющей системы. Создание совершенной системы радиопрослеживания позволит получить информацию по физиологии гризли как в период их активности, так и в период спячки.

Литература

1. Craighead, et al., Trapping, immobilizing and color-marking grizzly bears, Trans. 25th N. A. Wildl. Conf., pp. 347-363 (1960).

2. Le Munyan R. D., et al., Design of a miniature radio transmitter for use in animal studies, J. Wildl. Mgt., 23 (1), pp. 107-110 (1959).

3. Marshall W. H., University of Minnesota, Development and use of transmitters to trace animal movements, Progress report, pp. 27 (1960).

4. Rausch R., On the status of some Arctic mammals, Arctic, 6 (2), 91-148 (1953).

5. Troyer W. A., Hensel R. J., Darley K. E., Livetrapping and handling brown bears, Proc. 12th Alaska Science Conference, 1961.

6. Warner D. W., et al., A study of the motile responses of animals to radiation fields and to other physical and biotic factors in the natural environment - Progress report No. 2. Minnesota Museum of Natural History, 1961.