Заметки о погодных факторах, вызывающих вспышки массового размножения сосновой пяденицы

Экология

ЗАМЕТКИ О ПОГОДНЫХ ФАКТОРАХ, ВЫЗЫВАЮЩИХ ВСПЫШКИ МАССОВОГО РАЗМНОЖЕНИЯ СОСНОВОЙ ПЯДЕНИЦЫ

С. А. МАКСИМОВ,

кандидат биологических наук, научный сотрудник, В. Н. МАРУЩАК,

кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник, Ботанический сад УрО РАН

620144, Россия, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, д. 202

Ключевые слова: сосновая пяденица, коралловидные сосущие корни сосны, погодные факторы, вспышки массового размножения.

Keywords: pine looper, coral-shaped absorbing roots, weather factors, outbreaks.

Сосновая пяденица (Вираи р^аги L.) относится к наиболее важным в хозяйственном отношении вредителям сосновых лесов Урала. Особенно часто она дает вспышки массового размножения в южном Зауралье, где с ней регулярно проводят борьбу. Мероприятия по ави-ахимборьбе с пяденицей нередко проводятся в годы, когда численность филлофага падает сама по себе. Так, по нашим наблюдениям, очаги вредителя в Курганской области были обработаны инсектицидами в 1991 г. на площади 3 тыс. га, в 1995 г. — 90 тыс. га, в 2007 г. — 6 тыс. га, в то время как плотность популяции пяденицы в эти года снижалась без всяких внешних воздействий [3].

Изучая динамику численности грызущих филлофа-гов, мы пришли к выводу, что у каждого из первичных вредителей леса имеется видоспецифичный механизм массовых размножений. Важным элементом механизмов массовых размножений являются погодные факторы, под действием которых возникают вспышки численности филлофагов. Знание этих погодных факторов имеет ключевое значение при прогнозировании возникновения и протекания вспышек, а надежные прогнозы динамики численности помогают оптимизировать мероприятия по борьбе с вредителями. В настоящей статье рассматриваются сочетания погодных условий, благоприятствующие образованию очагов массового размножения сосновой пяденицы на Урале.

Материал и методика работы.

Цель исследований заключалась в том, чтобы выяснить, под влиянием каких погодных факторов возникают очаги сосновой пяденицы на Урале.

Работа проводилась в 1990-2011 гг. в основном на юге Свердловской области. На 4-х постоянных пробных площадях в Камышловском и Режевском лесхозах численность пяденицы ежегодно учитывалась на стадии куколки в подстилке. На постоянных пробных площадях в Сысертском, Каменск-Уральском, Белоярском районах Свердловской области и в Шарташском лесопарке г. Екатеринбурга учеты плотности популяций вредителя велись главным образом на подросте сосны по гусеницам в августе-сентябре. Менее регулярные наблюдения за очагами пяденицы проводились в Курганской области.

На тех пробных площадях, где позволяли почвенные условия, с 1998 г. мы ежегодно получали образцы интактных корней сосны. Погодные данные были взяты в библиотеке Уральского территориального управления по гидрометеорологии и контролю окружающей среды.

Результаты и их обсуждение.

Согласно мнению многих исследователей, вспышки

массового размножения сосновой пяденицы причинно связаны с сухой и теплой погодой в конце лета и осенью [2, 8]. Другие авторы ключевым погодным фактором для вспышек численности вредителя считают теплую и засушливую первую половину вегетационного сезона [1, 7]. У этих точек зрения имеется ряд общих серьезных недостатков. Наиболее очевидными из них являются следующие: обе концепции не объясняют, почему результаты погодного воздействия и «пятнистости» при образовании очагов сохраняются в лесных экосистемах в течение нескольких лет Кроме того, они не подтверждаются результатами мониторинга динамики численности вредителя. Не случайно, некоторые лесные энтомологи отрицают наличие связи между погодой и вспышками численности сосновой пяденицы [5].

В методике всех упомянутых выше исследований имеется слабое звено: авторы не задаются вопросом, что такое вспышки массового размножения. По нашим наблюдениям, рост плотности популяций сосновой пяденицы, начавшись, продолжается 4 года [3]. Так, в 1991-1994 гг. на юго-востоке Свердловской и Курганской области повсеместно происходил рост плотности популяций сосновой и сосновой углокрылой пяденицы (Semiothisa liturata L.), которая нередко дает вспышки массового размножения одновременно с сосновой пяденицей, а в 1995 г. численность вредителей резко упала (рис. 1). Следует отметить, что вспышки численности этих видов возникают довольно часто и в каждом данном насаждении могут перекрываться два или даже более отдельных «очаговых» физиологических состояний кормового растения. Например, на постоянных пробных площадях около Камышлова численность

Рисунок 1

Численность сосновой и сосновой углокрылой пядениц на постоянной пробной площади № 2 около г. Камышлова в 1990-1995 гг. По оси ординат — число куколок

на 1 м2 подстилки

Рисунок 2

Образцы корней сосны из верхнего слоя почвы на постоянной пробной площади № 1 в Барабинском лесничестве Курганской области в 2006 г. во время пика численности сосновой пяденицы (а) и в 2008 г. после окончания вспышки (б).

Стрелками показаны коралловидные корни

сосновой и сосновой угпокрылои пяденицы поддерживалась на повышенном уровне с 1999 г. по 2011 г., поскольку очаги слабой интенсивности возникали здесь в 1999, 2002, 2005, 2008 гг. Тем не менее даже в сложных случаях обычно удается выделить 4-летний срок существования наиболее интенсивных очагов. 4-летний период роста численности в очагах массового размножения сосновых пядениц свидетельствует об изменениях трофических свойств кормового растения, вызванных недостатком сосущих корней [4]. По нашим данным, в очагах сосновой пяденицы не хватает утолщенных светлоокрашенных сосущих корней в верхнем 2-х см слое почвы (рис. 2). Такие корни называются коралловидными [6].

Учитывая, что пик численности вредителя достигается на 4-й год после начала вспышки, мы определили годы образования интенсивных очагов сосновой пяденицы в лесостепной зоне юго-востока Урала. Очаги массового размножения пяденицы возникали здесь в 1931, 1940, 1948 гг., возможно, на юге Свердловской области в 1950, 1958, 1960, 1963, 1968, 1970, 1978, 1982, 1991, 2002 гг. [4]. Общим погодным элементом для всех вышеперечисленных вегетационных сезонов является резкий подъем температур в июне после предшествующего периода прохладной погоды [3]. Поскольку для скачка температур необходим фон холодной или прохладной погоды, вегетационные сезоны в годы начала вспышек численности сосновой пяденицы нередко в целом были влажными и нежаркими. Типичным примером сочетания погодных факторов, вызвавших вспышку массового размножения пяденицы, может служить резкий подъем температур 14 июня в 1970 г., когда около г. Камышлова, по данным лесопатологов, возник интенсивный очаг вредителя (табл. 1).

По-видимому, наиболее эффективными для индукции вспышек массового размножения сосновой пяденицы являются температурные скачки, которые

происходят около середины июня. Мы наблюдали также за очагами пяденицы невысокой интенсивности, образовавшимися под действием резких подъемов температур в 1-й декаде июня и в начале 3-й декады июня.

В отличие от Зауралья в сосновых насаждениях западного склона Урала, вспышки массового размножения сосновой пяденицы возникают относительно редко. Случаи, когда очаги филлофага образуются в Пермской области при сохранении на межвспышечном уровне его численности в лесах Зауралья, представляют особый интерес с точки зрения анализа вызывающих их появление факторов. Так, судя по данным Ю. В. Синадского [9], в 1952 г. около г. Оханска в Пермской области возник интенсивный очаг сосновой пяденицы. В то же время в Курганской и на востоке Челябинской области, в частности около г. Южно-Уральска, плотность популяции вредителя в первой половине 50-х гг. не повышалась [8]. В мае 1952 г. погодные условия в районе Оханска и Южно-Уральска не отличались. В июне на западном Урале стояла прохладная и дождливая погода с резким переходом к очень короткому периоду высоких температур в середине месяца (табл. 2).

В Зауралье же весь июнь и последующие месяцы лета 1952 г. были жаркими и сухими, без больших скачков температур (табл. 3).

Этот и другие подобные примеры свидетельствуют о том, что не жаркая и сухая погода, поддерживающаяся в течение декад или месяцев, а внезапные переходы к высоким дневным температурам, которые происходят в определенные «критические» промежутки времени, играют ключевую роль при возникновении очагов массового размножения пяденицы.

Характерной особенностью погодных сценариев, благоприятствующих возникновению интенсивных очагов сосновой пяденицы на Урале, являются резкие переходы от периодов прохладной погоды с низкими ночными температурами (табл. 1) и часто большим

Экология

Таблица 1

Температура и осадки в окрестностях г. Камышлова

8-17 июня 1970 г.

Таблица 2

Температура и осадки в окрестностях г. Оханска

8-17 июня 1952 г.

Дата Температура воздуха Осадки, мм

сред. макс. мин.

8 8,4 11,3 7,0 2,9

9 4,8 8,7 0,8 0,5

10 3,7 12,2 0,0

11 7,7 12,0 4,1 1,8

12 10,8 20,3 2,4

13 11,8 19,9 2,5

14 23,2 31,7 16,0

15 24,0 32,1 14,5

16 23,8 32,6 14,2

17 23,2 31,7 15,0

Дата Температура воздуха Осадки, мм

сред. макс. мин.

8 8,2 11,6 6,8 0,1

9 8,8 13,6 3,3

10 10,7 12,7 5,6 4,3

11 15,3 19,6 11,1 6,1

12 14,5 19,7 10,6 6,0

13 15,7 19,1 10,2 0,1

14 18,0 25,8 13,0 7,3

15 22,2 29,8 13,8

16 23,0 30,2 14,3

17 19,8 26,0 15,0

количеством осадков (табл. 2), к погоде с максимальными температурами около +30°С. Очевидно, во время достаточно влажной длительной и холодной погоды в июне создаются условия для последующего массового роста коралловидных корней. Когда наступает потепление, эти корни трогаются в рост, но одновременно ускоряется рост молодых побегов и хвои. Если переход к жаркой погоде произошел достаточно быстро, а нижние слои почвы не успели прогреться, деревья испытывают водный стресс. В условиях общего водного стресса между ростом корней и побегов древесных растений возникает конкуренция. В итоге развитие корней нарушается, и данное поколение коралловидных корней остается недоразвитым. Те насаждения, где у кормовых растений оказалось нарушенным развитие многочисленного поколения сосущих корней, на 4 года становятся очагами массового размножения.

Эта модель возникновения очагов массового размножения предполагает, что образование очагов происходит в течение очень коротких отрезков времени. К сожалению, мы не смогли провести прямых наблюдений за возникновением очагов сосновой пяденицы, т. к. за время нашей работы в окрестностях Екатеринбурга не начиналось интенсивных вспышек численности вредителя. Однако мы провели наблюдения за возникновением очагов сосновой углокрылой пяденицы и летне-осенней группы вредителей березы, которые имеют такой же механизм массовых размножений, что и сосновая пяденица. В частности, массовые размножения сосновой углокрылой пяденицы начинаются под действием аналогичных скачков температур в 3-й декаде мая. Как и

Таблица 3

Температура и осадки в окрестностях г. Южно-Уральска

8-17 июня 1952 г.

Дата Температура воздуха Осадки, мм

сред. макс. мин.

8 17,7 26,6 14,0 0,3

9 7,5 14,1 3,2

10 13,2 21,5 2,1

11 17,4 23,8 10,2 1,9

12 20,3 28,1 12,1

13 21,8 30,1 11,0

14 24,0 33,0 13,2

15 24,6 33,1 12,5

16 25,6 33,3 17,6

17 22,4 29,5 18,5

ожидалось, возникновение очагов этих филлофагов всегда можно связать с определенной датой, которой обычно является первый день жаркой погоды после похолодания, когда самый верхний слой почвы прогревается до +18°С и выше. Учитывая все вышесказанное, очаги сосновой пяденицы в 1970 г. около г. Камышлова образовались 14 июня (табл. 1), в 1952 г. около Оханска — 15 июня (табл. 2).

Средняя дата начала вспышек численности вредителя на Урале — 14-15 июня [4]. По нашим данным, «пятнистость» при образовании очагов объясняется краткостью периода времени, в течение которого происходит их возникновение.

Литература

1. Егоров Н. Н. Вредные насекомые ленточных боров Западной Сибири // Зоол. журн. 1958. Т. 37. Вып. 10.

С. 1488-1499.

2. Ильинский А. И. Надзор, учет и прогноз массовых размножений хвое- и листогрызущих вредителей в лесах СССР М. : Лесн. пром-сть, 1965. С. 252-257.

3. Максимов С. А., Марущак В. Н., Тишечкин А. Н. Сосновая пяденица в Курганской области // Региональные проблемы природопользования и охраны окружающей среды : мат. конф. Курган, 2008. С. 77-82.

4. Максимов С. А., Марущак В. Н. Новый метод определения срока жизни сосущих корней у древесных пород // Ботанические сады в XXI в.: сохранение биоразнообразия, стратегия развития и инновационные решения. Белгород, 2009. С. 252-257.

5. Мартынова Г. Г. Динамика численности, биология и лесохозяйственное значение сосновой пяденицы в лесах лесостепи : афтореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 1966. 21 с.

6. Орлов А. Я., Кошельков С. П. Почвенная экология сосны. М. : Наука, 1971. С. 28-71.

7. Прозоров С. С. Сосновая пяденица в лесах Западной Сибири // Труды СибЛТИ. 1956. Т. 12. С. 13-84.

8. Распопов П. М. Массовые размножения хвое- и листогрызущих лесных насекомых в Челябинской области

с 1949 по 1973 гг. и меры борьбы с ними // Труды Ильменского госзаповедника. Свердловск, 1973. Вып. 10. С. 83-97.

9. Синадский Ю. В. Сосна, ее вредители и болезни. М. : Наука, 1983. С. 92-95.