Динамика численности жесткокрылых (Insecta: Coleoptera), при сборе в световые ловушки в условиях городской среды

DOI: 10.24411/9999-010A-2019-10098

Е.Ю. РОДИОНОВА1, А.С. САЖНЕВ2

1 Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений; Кубанский государственный университет, г. Краснодар, Россия

2 Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, пос. Борок, Россия

ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ ЖЕСТКОКРЫЛЫХ (INSECTA: COLEOPTERA), ПРИ СБОРЕ В СВЕТОВЫЕ ЛОВУШКИ В УСЛОВИЯХ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ

Проблема эколого-фаунистических исследований в условиях городской среды является актуальной для Краснодарского края. В селитебных ландшафтах важность этого направления обусловлена недостаточной изученностью фаунистического состава жесткокрылых, явной синанропизацией отдельных видов, тесно связанной с инвазионными процессами, а также трансформацией экосистем в условиях антропогенного прессинга. Как правило, исследования затрагивают только определенные группы жесткокрылых, которые не рассматриваются в комплексе с другими. При изучении конкретных групп жесткокрылых, например, герпетобионтных жужелиц (Carabidae), применяемые методы весьма селективны (Сердюк и др., 2018) и могут не подходить для изучения других групп насекомых, ведущих иной образ жизни. Достаточно проблематично использование в городской среде отдельных методик (например, установка почвенных ловушек), ввиду измененных условий города (асфальтовое покрытие). Сбор энтомологического материала на свет имеет широкий потенциал и богатый спектр привлекаемых таксонов (Цуриков, 2001; Сажнев, 2015), что способствует изучению видового разнообразия. Применение источников света с определенными параметрами в сочетании с насекомоприемником позволяет унифицировать методы сбора.

Рис. 1. Ловушка-аппликатор: 1 - общий вид, 2 - детали строения, видны светодиоды, пластиковые пластины и воронка насекомоприемника

Сборы проводились в летне-осенний период (15.06 - 21.09) 2018 г. с помощью ловушки-аппликатора, разработанной в лаборатории фитосанитарного мониторинга, приборного и технического обеспечения Всероссийского научно-исследовательского института биологической защиты растений (ВНИИБЗР) (Садковский и др., 2015). Конструкция ловушки- аппликатора имеет крышку с солнечной батареей, к которой

© 2019 Родионова Елена Юрьевна, rigaey@gmail.com; Сажнев Алексей Сергеевич, sazh@list.ru

прикреплены две взаимно перпендикулярных пластины, закрепленных к конусу светоизлучателя. В нижней части устройства находится цилиндр, к которому прикрепляется садок (насекомоприемник), для сбора насекомых (рис. 1). С нижней стороны крышки находятся датчики освещения с фоточувствительными элементами. Светодиодная лента имеет разную длину волны на своем протяжении. Для привлечения насекомых использовали светодиоды ультрафиолетового свечения сверху и белое светодиодное свечение снизу (цветовая температура 5000 К).

Принцип действия ловушки: благодаря светочувствительным элементам, светодиоды включаются автоматически в сумеречное время, светодиодное излучение привлекает летающих насекомых, которые, ударяясь о перпендикулярно расположенные пластиковые пластины через цилиндр попадают в садок (насекомоприемник). С рассветом, светодиоды выключаются.

Общая продолжительность работы ловушки за 31 календарный день - 186 часов. Пробы отбирали 3 раза в неделю. В сентябре лёт насекомых не был активным, и пробы отбирали 1-2 раза в неделю. Всего была отобрана 31 проба.

Ловушки были установлены на прилегающей территории ВНИИБЗР в черте г. Краснодар (45°02'56.5"N 38°52'22.1"E) на высоте 1,7 м над уровнем земли. Из окружающих ландшафтов можно выделить два основных - экспериментальный сад и искусственные водоемы 1960-х гг., использовавшиеся для рыборазведения.

Ярусы древостоя в саду образованы Malus domestica и Padus sp.. В травяно-кустарничковом покрове преобладают Humulus lupulus, Sambucus ebulus, Galium aparine, Convolvulus arvensis и Dactylis glomerata. Прибрежная растительность близ водного объекта в древесном ярусе представлена Salix babylonica и Quercus robur. В травяно-кустарничковом покрове по берегам обычен Phragmites australis, в удалении Dactylis glomerata, Sambucus ebulus, Stellaria media Convolvulus arvensis.

В работе использована система Coleoptera, принятая на сайте Зоологического института РАН (Список семейств..., 2018). Аннотированный список жесткокрылых опубликован ранее (Сажнев, Родионова, 2019). При анализе полученных данных по совокупности проб определяли видовое богатство, для чего применяли индекс видового богатства (d), основанный на учете числа видов в отдельных пробах к количеству особей: d = S/VN; где S - число видов и N - число экз. в пробе (Песенко, 1982). Параллельно с этим применяли показатель видового разнообразия Маргалефа: а = (S -1)/ln N; где S - число видов, N - число экз. (Margalef, 1968).

Всего было собрано 1252 экз. жесткокрылых. Принадлежащих к 15 семействам и определено 74 вида. Самыми многочисленными семействами оказались Carabidae (17,6%) и Hydrophilidae (16,2%). По количеству экземпляров среди семейств лидируют Heteroceridae - 730 экз. и Hydrophilidae - 322. Среди видов доминируют Heterocerus obsoletus Curtis, 1828 - 497 экз. (39,7%), Heterocerus fenestratus (Thunberg, 1784) - 233 (18,6%), Berosus frontifoveatus Kuwert, 1888 - 148 (11,8%) и Berosus spinosus (Steven, 1808) - 135 (10,8%). Эти же виды привлекались на свет наиболее часто и уровень постоянства у них один из самых высоких: Heterocerus obsoletus отмечен в 61,3% случаев (n=31), Berosus frontifoveatus - 58,1%, Berosus spinosus - 51,6%, Heterocerus fenestratus - 41,9% и Harmonia axyridis (Pallas, 1773) - 38,7%.

В связи с тем, что вторым доминирующим ландшафтом является искусственные водоёмы, то почти треть видового разнообразия (33,8%) и большая часть собранного материала (85,3%) принадлежит группам водных и околоводных жесткокрылых.

В сборах высокий отмечен уровень инвазионных видов (6,8%), таких как Cercyon laminatus Sharp, 1873, Harmonia axyridis, Trichoferus campestris (Faldermann, 1835), Megabruchidius dorsalis (Fáhreus, 1839) и Lignyodes bischoffi Blatchley, 1916 (Каталог чужеродных..., 2018).

При рассмотрении динамики численности по количеству экз. (К) за период сбора учитывались такие показатели среды, как ночная температура воздуха, влажность и скорость ветра (рис. 2, 3, 4).

Рис. 2. Количество экз. (К) в зависимости от ночной температуры воздуха, С°

Рис. 3. Количество экз. (К) в зависимости от влажности воздуха, %

Рис. 4. Количество экз. (К) в зависимости от скорости ветра, м/с

За время наблюдения отмечается три пика численности насекомых, привлеченных на свет: первый в конце июня - начале июля, второй - в середине августа и третий - в конце августа - начале сентября. Максимальные результаты по численности были получены при ночных температурах +16-22°С, влажности - 58-63% и скорости ветра -4,8-5,9 м/с.

В сборах отмечены такие виды, как Ойоткупекш ЪтаеЫаИя ВоЬешап, 1843, включеный в Красную книгу Республики Адыгея (Давидьян, Коротяев, 2012), также Hydaticus ^атш1сж - вид включен в Красную книгу Краснодарского края (Шаповалов, 2017). Новыми для региона оказались находки Сегсуоп laminatus и Lignyodes Ъischoffi (Сажнев, Родионова, 2019), оба вида являются чужеродными для европейской России (Каталог чужеродных..., 2018).

Исследования показали, что использование сверхъярких светодиодов для сбора жесткокрылых уступает ртутным и кварцевым лампам на данном этапе (Цуриков, 2011; Алексеев, Шаповал, 2012; Сажнев, 2015). Вероятно, это обусловлено и тем, что вблизи (0,5 км) от места сбора расположен крупный город, а рядом с ловушками находились мачты уличного освещения, что создало конкуренцию для ловушки-аппликатора (Исмаилов и др., 2014). Такое расположение сказывается на показателях видового богатства (ёср=1,38; а =10,23), которые имеет достаточно низкие показатели.

Однако, согласно последним данным (Price, Baker, 2016) выборочное применение светодиодов с определенной длиной волны может оказаться более эффективным даже в сравнении с принятыми сейчас ртутными и другими видами ламп.

С другой стороны, использование ртуть содержащих ламп опасно в экологическом отношении. Также, полупроводниковые элементы позволяют выйти на новые возможности по энергосбережению (до 85%), долговечности (срок службы до 20 лет), качеству светового потока. Белый свет, использованный в наших ловушках, не наносит вреда здоровью и окружающей среде. Для совершенствования ловушки-аппликатора планируется подобрать светодиоды более широкого спектра восприятия жесткокрылыми и цветовой температуры. Необходима дополнительная апробация ловушек-апликаторов со сверхъяркими светодиодами в удаленных от посторонних источников света позициях.

Авторы признательны за помощь в обработке материала Д. А. Касаткину (ФГУ «ВНИИКР», Ростов-на-Дону), И.А. Забалуеву (ИПЭЭ РАН, Москва), АС. Просвирову (МГУ, Москва). Работа второго автора выполнена в рамках госзадания № АААА-А17-117030310210-3.

Список литературы

Алексеев В.И., Шаповал А.П. Видовой и количественный состав жесткокрылых (Coleoptera), пойманных световой ловушкой на Куршской косе в 2011 году // Проблемы изучения и охраны природного и культурного наследия национального парка «Куршская коса». 2012. Вып. 8. С. 37-55.

Давидьян Г.Э., Коротяев Б.А. Скосарь плечистый - Otiorhynchus brachialis Boheman, 1843 // Красная книга Республики Адыгея: Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения объекты животного и растительного мира: в 2 ч. Изд. второе. Майкоп: Качество, 2012. С. 315.

Исмаилов В.Я., Пачкин А.А., Садковский В. Т., Соколов Ю.Г. Ловушка на основе сверхярких светодиодов для контроля численности вредных насекомых // Сб. Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем. Материалы международ. науч.-практич. конф.

«Инновационные технологии применения биологических средств защиты растений в производстве органической сельскохозяйственной продукции». Краснодар, 2014. Вып. 8. С. 51-54.

Каталог чужеродных видов жуков европейской части России. 2017. [Электронный ресурс]. URL:

https://www.zin.ru/Animalia/Coleoptera/rus/invascat. htm (Дата обращения: 7.11.2018).

Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях. М.: Наука, 1982. 288 с.

Садковский В.Т., Соколов Ю.Г., Пачкин А.А., Худой Ф.Ф., Исмаилов В.Я. Саламатин В.Н, Ермоленко С.А. Ловушка-аппликатор для насекомых. Патент на полезную модель № 152224. Дата регистрации 10.05.2015.

Сажнев А. С. Жесткокрылые (Coleoptera), пойманные световой ловушкой на территории

национального парка «Хвалынский» (Саратовская область) // Науч. тр. гос. природного заповедника «Присурский». 2015. Т. 30, вып. 1. С. 222-225.

Сажнев А.С., Родионова Е.Ю. Жесткокрылые (Insecta: Coleoptera), собранные в световые ловушки со сверхъяркими светодиодами на западе Краснодара // Исследования Саратовск. гос. ун-та. Новая серия. Серия Химия. Биология. Экология. 2019. (в печати).

Сердюк В.Ю., Замотайлов А.С., Бондаренко А. С. Сезонная динамика активности и жизненные циклы хищных жужелиц Carabus exaratus Quensel, 1806 и C. mmanus Fischer von Waldheim, 1823 (Coleoptera, Carabidae) в условиях агроландшафта лиманно-плавневого природного комплекса Северо-западного Кавказа // Тр. Кубанск. гос. аграрного ун-та, 2018. № 70. С. 104113.

Список семейств жуков России с данными о числе видов. 2018. [Электронный ресурс]. URL: http://www.zin.ru/animalia/coleoptera/rus/dbase1.htm (Дата обращения: 7.11.2018).

Цуриков М.Н. Структура комплекса жесткокрылых (Coleoptera, Insecta), прилетающих на источник света в заповеднике «Галичья гора» // Изв. РАН. Сер. Биологическая. 2011. № 3. С. 308313.

Шаповалов М.И. Болотник яйцевидный -Hydaticus grammicus (Germar, 1830) // Красная книга Краснодарского края. Животные. III изд. Краснодар, 2017. С. 205-206.

Margalef R. Perspectives in ecological theory. University Chicago. Press, 1968. 111 p.

Price B.W., Baker E. NightLife: A cheap, robust, LED based light trap for collecting aquatic insects in remote areas // Biodiversity Data Journ. 2016. № 4. Pp. 1-18.