Организация лесоэнтомологического мониторинга в сосняках подзоны средней тайги Республики Коми

ОРГАНИЗАЦИЯ ЛЕСОЭНТОМОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА В СОСНЯКАХ ПОДЗОНЫ СРЕДНЕЙ ТАЙГИ РЕСПУБЛИКИ КОМИ

Е В. ЮРКИНА

Сосновые леса в Республике Коми занимают 7,3 млн га. Они наиболее представлены в подзоне средней тайги. На долю насаждений с преобладанием сосны здесь приходится 31,1 % лесопокрытой площади. В связи с высокой ценностью сосновых насаждений и нарастающей антропогенной трансформацией территории возникает необходимость отслеживания их состояния и поврежденности вредителями, что является частью лесопатологического мониторинга.

Среди сосняков наиболее распространены зеленомошные (39 %) и сфагновые (31 %) типы леса. Лишайниковые и долго-мошные сосновые леса занимают примерно одинаковые площади (15 %). Насаждения обычно чистые по составу, ценопопуляции ели, лиственницы, березы оцениваются здесь как фрагментарные. Средняя сомкнутость крон 0,5, высота - 15 м, диаметр -24 см, средний бонитет V.

Лесные территории республики Коми в самой разной степени испытывали или испытывают на себе воздействие человека. Те из

них, где хозяйственная деятельность человека выступает как слабо значимая, можно условно назвать естественными ненарушенными лесами. Под естественными нарушенными лесами следует понимать такие ландшафты, где хозяйственная деятельность человека выступает как значимая, заметно влияющая на ход природных процессов. По степени антропогенной нарушенности можно разделить леса на следующие четыре группы.

Слабая степень нарушенности имеет место в лесах, где прошли локальные беглые верховые лесные пожары и где имеет место повышенная рекреационная нагрузка. Структура растительности при этом в целом сохраняется, и тип существующей экосистемы остается прежним.

Средняя степень нарушенности характерна для лесов, где производится выжигание и уничтожение растительности, выпас животных, кошение травы. Почвенный покров и здесь практически сохраняется в прежнем виде, но часть коренных растительных сообществ бывает утрачена. В тайге

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2006

75

появляются небольшие вырубки, возникают луга, что приводит к сокращению ареалов некоторых видов насекомых. При этом происходит преобразование лесной территории в естественно-антропогенную.

Сильная степень нарушенности наблюдается там, где на лесных участках создаются свалки с характерными для них руде-ральными местообитаниями, карьеры, в которых появляются рукотворные озера, где ведутся концентрированные рубки, где возникают лесные пожары разного типа. Там формируются производные хвойно-лиственные насаждения, гетерогенные по составу и структуре основных ярусов. Почвообразовательный процесс на таких участках резко меняется, происходит замена одного типа экосистемы на другой, существовавший здесь ранее растительный и животный мир исчезает и заменяется другим. Это необратимо измененные лесные территории, где часто располагаются сельскохозяйственные поля, проходят транспортные артерии, создаются сооружения для переработки древесины, возникают промзоны и техногенные пустоши. В последних случаях можно говорить уже об очень сильной степени нарушенности лесных территорий, при которой все компоненты существовавшей здесь ранее лесной экосистемы полностью изменяются, происходит полная или частичная ее деструкция. Эти участки преобразованы в такой степени, что воссоздать прежний ландшафт невозможно.

Проведенный анализ видов хозяйственной деятельности в республике Коми показал, что из всех форм негативного влияния на лес наибольшую опасность представляют рубки, пожары, загрязнение лесной среды (промышленное, химическое, механическое, комплексное, например, свалки промышленных и бытовых отходов), добыча нерудных ископаемых, интенсивная рекреационная нагрузка. Высокую (IV) стадию рекреационной дигрессии имеют 15,0 % сосняков.

Загрязнение лесной среды под влиянием антропогенного воздействия заметно отражается на составе энтомофауны. Наиболее сильные нарушения такого рода приводят к началу вторичной сукцессии экосистем.

Как один из вариантов комплексного загрязнения лесных территорий можно рассматривать захламленность их бытовым мусором, промышленными и сельскохозяйственными твердыми и жидкими отходами. При этом естественная растительность либо сильно изменяется, либо уничтожается. С течением времени в подобных экотопах формируются вторичные растительные сообщества, в них наряду с местными видами растений присутствуют заносные, чуждые флоре региона.

Как показали наши многолетние исследования сосновых биогеоценозов средней тайги Республики Коми, наиболее насыщенными в видовом отношении являются естественные ненарушенные сообщества. Здесь обнаружено 90 видов растений, относящихся к 39 семействам. Из них лишайников 18, лис-тостебельных мхов - 11, высших сосудистых растений - 80 видов. Показательно, что видовой состав лишайников здесь самый богатый. Сообщества с их участием очень чувствительны к негативным изменениям природной среды. Ведущее положение по таксономическому разнообразию здесь занимают в группах лишайников сем. С1аёотасеае, листосте-бельных мхов - сем. Ро1уЫскасеае, высших растений - семейства Ртасеае, Огаштеае, Яо^тсеае, Compositae. Среди жизненных форм растений преобладают травы (33 вида -36,7 %). Древесные породы представлены 14 видами, из них 6 хвойных, 8 лиственных; 11 кустарников, среди которых 1 - хвойный и 10 лиственных; 3 вида кустарничков.

В нарушенных лесах по сравнению с ненарушенными снижается видовое разнообразие растений, меняется ценотическая роль видов, формирующих такие сообщества. Здесь зафиксировано 76 видов высших растений. Снижение видового разнообразия происходит в основном за счет мхов и лишайников.

Искусственно созданные сосновые насаждения подразделяются на несколько категорий.

Лесные моно- или поликультуры, созданные: 1 - на нераскорчеванных вырубках, гарях (поверхностный слой почвы сохранен полностью или частично, растительность сохранена частично); 2 - на раскорчеванных,

подготовленных под посадку саженцев, участках (почвенно-растительный покров здесь сильно нарушен; 3 - на рекультивируемых территориях (почвенно-растительный покров уничтожен полностью).

Лесосеменные плантации, созданные на расчищенных и предварительно подготовленных полях (почвенно-растительный покров здесь уничтожен полностью).

Постоянные лесосеменные участки, созданные на неподготовленной предварительно территории (поверхностный слой почвы сохранен полностью, так же, как и растительность).

В формирующихся искусственных насаждениях наибольшую ценотическую значимость имеют цветковые растения. В растительном покрове исследованной территории на их долю приходится 71,1 % (37 видов).

Общая площадь хвойных молодняков на 2000 г. в республике составляет 3369 тыс. га. За период с 1964 по 1984 гг. доля молод-няков в лесном фонде возросла с 6,4 до 18,6 %. В настоящее время на их долю приходится около 70 % лесопокрытой площади. Молодняки не обладают стабильностью, свойственной коренным ненарушенным лесам. Искусственно созданные леса характеризуются невысокими динамическими качествами, обладают малой экологической надежностью. Только в данной группе насаждений присутствуют виды насекомых, угрожающие жизнеспособности насаждения.

Мониториг состояния лесных экосистем представляет собой систему получения данных для оценки комплексных природных изменений и последствий антропогенного воздействия на биологические объекты различного уровня. Его целью является составление кадастра отклонений их состояния от нормы.

Известно, что к базовому, наиболее чувствительному элементу, объективно характеризующему систему и ее составляющие, относятся отдельные виды насекомых и их экологические группировки [7, 24, 25]. В зависимости от степени воздействия антропогенного фактора леса отличаются как по состоянию насаждений, так и по составу энто-мофауны и значимости групп растительнояд-

ных насекомых. Поэтому для организации лесоэнтомологического мониторинга необходимо детальное изучение видового состава и структуры энтомофауны, специфики доминирования дендрофильного комплекса, находящегося на разных этапах сукцессии. Результаты таких изысканий могут служить источником информации о состоянии окружающей среды природного объекта.

Лесоэнтомологический мониторинг антропогенных и естественных сосняков Республики Коми должен базироваться на использовании методов, разработанных рядом авторов [5, 6, 8, 11-13, 16]. Региональная специфика предусматривает применение и специфических, и новых подходов к изучению лесной энтомофауны, это в первую очередь касается антропогенных лесов, где особенно важно осуществлять слежение за численностью наиболее значимых видов фитофагов.

Изучение населения беспозвоночных животных в сосняках подзоны средней тайги проводилось нами в течение более 20 лет. В результате составлены списки их видового состава в лесах различных категорий с указанием массовых, обычных и редких видов. В общий список вошел 1001 вид, относящийся к трем типам, в том числе в кл. Oly-gochaeta присутствует 2 вида (т. Annelides), кл. Gastropoda - 7 видов (т. Mollusca), кл. Arachnida - 13, кл. Myriapoda - 3, кл. Insecta - 976 видов (т. Arthropoda); из этого перечня 948 видов насекомых наиболее тесно связано с сосновыми формациями. Ядро энтомо-комплекса составляют широко распространенные бореальные виды. Анализ фаунисти-ческих списков насекомых, встречающихся в естественных и искусственных сосняках, показал, что достаточно постоянны во всех насаждениях такие эвритопные виды, как жужелицы Amara brunnea, A. eurynota, щелкуны Prosternon tesselatum, Selatosomus ae-neus, тлевая коровка Calvia quatuordecimgut-tata, листоед Gonioctena linnaeana, долгоносики Hylobius abietis, Phyllobius pyri, Stro-phosoma capitatum, муравьи Formica fusca, F. polyctena. В видовом отношении наиболее разнообразна энтомофауна естественных фи-тоценозов. Здесь зарегистрировано 665 ви-

дов. Леса, даже сильно затронутые антропогенным воздействием, включают 397 видов насекомых. Видовое разнообразие в искусственно созданных сосняках в три раза ниже, чем в естественных (284 вида).

Структура фаунистических комплексов сосновых лесов высокоспецифична в отношении редких видов. По одному экземпляру известен ряд насекомых - обитателей коренных лесов. Большинство их принадлежит отряду Coleoptera. Это Agathidium atrum (Leiodidae), Choleva agilis (Cholevidae), Atheta nigritula (Staphylinidae), Megasternum obscurum (Hydrophillidae), Gnathoncus nannetensis, Sapri-nus aeneus (Histeridae), Cardiophorus ruficollis (Elateridae), Microrhagus pygmaenus (Eucnemi-dae), Buprestis octoguttata (Buprestidae), Tricho-des irkutensis (Cleridae), Dacne bipustulata (Ero-tylidae), Sacium pusillum (Corylophidae). Редкие виды присутствуют и в других отрядах: Lepi-doptera - Autographa buraetica (Noctuidae), Hymenoptera - Crossocerus cetratus (Spheci-dae), Diptera - Didea intermedia (Syrphidae).

Изменение экологических условий вследствие частичной или полной антропогенной трансформации лесных экосистем приводит к смене фаунистического состава энтомофауны. Только в нарушенных лесах встречены такие жесткокрылые, как Aleochara brevipennis (Staphylinidae), Pselaphus heisei (Pselaphidae), Cyphon padi (Scirtidae), Stagetus borealis (Anobiidae), Thanasimus rufipes (Cleri-dae), Dryops ernesti (Dryopidae), ^rysobothris chrysostigma (Buprestidae), Adalia decempunc-tata (Coccinellidae), чешуекрылые - Amphipyra tragopogonis (Noctuidae), перепончатокрылые - Miscophus niger (Sphecidae).

Особенно показательно появление в искусственных насаждениях видов, отсутствующих в лесах других групп. Редкими, полученными только из антропогенных лесов, являются Anaulacaspis nigra, Scaphisoma agaricinum (Coleoptera, Staphylinidae), Aglia tau (Lepidoptera, Saturniidae), Lymantria dispar (Lepidoptera, Orgyidae), Actinobia polyo-don (Lepidoptera, Noctuidae), Cheilosia flavipes (Diptera, Syrphidae).

К объектам лесоэнтомологического мониторинга мы отнесли прежде всего ред-

кие и исчезающие виды. К их числу в лесах различного типа отнесено 33 представителя. Основная часть из них отмечена в естественных ненарушенных сосновых лесах (23 вида). В нарушенных сосняках выявлено 5, а в искусственных - 9 редких видов насекомых.

При осуществлении лесоэнтомологического мониторинга весьма важна группа видов, дающих объективный ответ на происходящие в экосистемах изменения - энто-моиндикаторы. Критерии их отбора содержат стандартные принципы, изложенные в работах ряда исследователей [11, 19, 20, 22, 23]. Для целей мониторинга прежде всего подходят массовые эвритопные насекомые, имеющие широкий ареал. Преимущество имеют хорошо изученные в таксономическом и экологическом плане виды. Принимается во внимание легкость добычи и учета вида или группы видов. Для практических целей численное соотношение разных видов, популяций и целых сообществ часто служит лучшим индикатором, чем численность одного вида [15]. К настоящему времени достаточно изучены реакции насекомых на загрязнение среды промышленными выбросами, рубки, пожары, рекреационную нагрузку [1, 3, 11, 17-19, 21].

При биоиндикации состояния природных систем наиболее распространены методы, основывающиеся на изменениях численности различных видов. В исследованных условиях индикационно ценными среди фитофагов могут быть представители насекомых, обитающих в почках и побегах (бластофагов). Усыхание растений главного полога вызывает осветление экотопа, а это является привлекательным для насекомых данной группы. По повышению их численности на сосновом подросте можно судить о степени нарушенности сосняков.

Вспышки массового размножения ден-дрофильных насекомых в исследуемом районе чаще всего возникают в молодых сосновых лесах. Их особая вредоносность отмечается в искусственных насаждениях. Исходя из этого, можно сделать вывод, что лесоэнтомологиче-ский мониторинг прежде всего необходим в таких насаждениях. Обычно самые тяжелые

последствия от сведения лесов наблюдаются на ранних стадиях роста деревьев. Целостные лесные экосистемы распадаются на микроэко-топы, являющиеся ареной действия патогенных организмов и насекомых-дендротрофов. Процесс восстановления нарушенного сообщества может протекать естественным путем или с помощью создания лесных культур. В начальный период после создания культур насекомые наиболее пагубно влияют на скорость и характер роста деревьев и их выживание. Наибольшее число повреждений встречается на сосне в первые после посадки годы. Поэтому надзор за наиболее вредоносными насекомыми необходим в древостоях с 2-5-летнего возраста и примерно до 20-25 лет.

К числу наиболее распространенных дендрофильных насекомых подзоны средней тайги Республики Коми, за которыми необходим специальный надзор, принадлежат подкорный сосновый клоп (Aradus cinna-momeus), жуки-долгоносики (Hylobius abietis, Pissodes validirostris, P. castaneus, Stropho-soma capitatum), лубоеды (Tomicus minor, T. piniperda), хрущи (Melolontha hippocastani, Amphimallon solstitialis), бабочки-листовертки (Blastesthia turionella, Petrova resinella), сосновая побеговая огневка (Dioryctria mutatella), сосновые пилильщики (Diprion pini, Neodiprion sertifer) и ткачи-пилильщики (Acantholyda erithrocephala, A. hierogliphica).

Комплекс лесозащитных мероприятий строится на основе данных мониторинга. Рекогносцировочный надзор в сосновых культурах проводят ежегодно в два срока с учетом биологии вредителя. При этом осуществляется осмотр деревьев для установления их заселенности указанными выше насекомыми. Внимание обращают как на состояние отдельных частей и органов древесных растений, так и на наличие признаков пора-женности дендрофагами. В случае массового размножения вредителя производится контрольный учет его численности и определяется площадь очагов. Активные защитные мероприятия назначаются на основе проведения дополнительного детального надзора. Их методы и средства известны из специальной литературы [2, 4, 14 и др.].

Комплексный подход к борьбе с вредителями леса с учетом разнообразных экологических стратегий позволит ослабить негативное влияние от проведения лесозащитных мер.

Следует принять в качестве основного положения при ведении лесного хозяйства в условиях северных территорий необходимость рассматривать одновременно со стратегией природопользования стратегию при-родовосстановления и природоохранной деятельности. Рекультивация - один из немногих видов конструктивного природопользования и охраны природы, планирование и проведение которых осуществлялись с 70-х гг. прошлого века. На месте нарушенных создаются новые биогеоценозы, поддерживаемые человеком. При отсутствии специального режима ухода они быстро разрушаются. В настоящее время разработаны методы ускоренного природовосстановления земель сельскохозяйственного назначения. Рекомендуемый прием заключается в сохранении плодородного слоя почвы. Методы обеспечения устойчивости нарушенных лесных экосистем имеют свою специфику. Прежде всего, наряду с восстановлением разрушенного плодородного слоя почвы, воссозданием автотроф-ного компонента (посадки лесных культур), здесь должна учитываться гетеротрофная составляющая. Это необходимо, с одной стороны, по той причине, что энтомо- и фитопато-гены способны разрушить формирующееся сообщество, а с другой - консументы различных порядков выполняют стабилизирующую роль, порождают спектр биоразнообразия в экосистемах. Три элемента гетеротрофной составляющей биоценоза: фитофаги, энтомо-фаги, сапротрофы - должны присутствовать в искусственных сообществах или же их нужно сберегать в резерватах для того, чтобы не нарушилось естественное равновесие и они смогли бы быстро восстановить экосистем-ный гомеостаз. Исходя из зоологических критериев, необходимо сохранение ландшафтно-экологических ниш, миграционных коридоров беспозвоночных животных. Отрицательное влияние рубок на их обилие может быть смягчено оставлением семенных куртин и

деревьев, части лиственных деревьев, сохранением при рубке подроста и тонкомера хвойных пород, участков молодняков, средневозрастных и приспевающих древостоев. Мозаичные биотопические включения в однообразный ландшафт, состоящий из искусственных лесов, позволит большинству видов аборигенной таежной энтомофауны выжить в таких микрозонах. Стациями переживания для аборигенных видов могут быть обойденные рубкой болотные, водоохранные и почвозащитные леса. Доля участия стабильных природных экосистем в лесопокрытой площади региона не должна быть менее 30 %.

Библиографический список

1. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем.

- М.: Мир, 1988. - 339 с.

2. Воронцов, А.И. Технология защиты леса / А.И. Воронцов, Е.Г. Мозолевская, Э.С. Соколова.

- М.: Экология, 1991. - 303 с.

3. Гиляров, М.С. Почвенные беспозвоночные как индикаторы почвенного режима и его изменений под влиянием антропогенного фактора / М.С. Гиляров // Биоиндикация состояния окружающей среды Москвы и Подмосковья. - М.: Наука, 1982. - С. 8-12.

4. Защита леса от вредителей и болезней: справочник / под ред. А. Д. Маслова. - М.: Агропромиз-дат, 1988. - 414 с.

5. Исаев, А.С. Лесоэнтомологический мониторинг / А.С. Исаев // Защита растений. - 1986. - № 1. -С. 27-28.

6. Исаев, А.С. Принципы и методы лесоэнтомологи-ческого мониторинга / А.С. Исаев, Ю.П. Кондаков // Лесоведение. - 1986. - № 4. - С. 3-9.

7. Каллеейт, Р. Биомониторинг и биоиндикация в области наблюдения окружающей среды / Р. Каллеейт // Достижения и перспективы. - М., 1987. - № 56. - С. 18-45.

8. Катаев, О.А. Некоторые принципы осуществления лесоэнтомологического мониторинга. Успехи энтомологии в СССР: лесная энтомология / О.А. Катаев // Материалы Х съезда Всесоюзного энтомол. общ-ва (11-15 сентября 1989 г.). - Л., 1990. - С. 52-54.

9. Козлов, М.В. Влияние антропогенных факторов на популяции наземных насекомых / М.В. Козлов // ВИНИТИ. Серия Итоги науки и техники. Энтомология. - Т. 13. - М.: 1990. - 189 с.

10. Кривошеина, Н.П. Диагностика состояния лесных массивов по составу насекомых-ксилобион-тов / Н.П. Кривошеина, А.В. Компанцев // Изв. вузов. Лесной журн. - 1995. - № 1. - С. 39-43.

11. Мозолевская, Е.Г. Оценка состояния устойчивости лесных насаждений / Е.Г. Мозолевская // Ус-

тойчивость лесов к воздействию насекомых. -Красноярск, 1991. - С. 4-6

12. Мозолевская, Е.Г. Система лесопатологического мониторинга в лесах России / Е.Г. Мозолевская // Лесное хозяйство. - 1995. - № 5. - С. 2-4.

13. Мозолевская, Е.Г. Методы лесопатологического обследования очагов стволовых вредителей и болезней леса / Е.Г. Мозолевская, О.А. Катаев, Э.С. Соколова. - М.: Лесная пром-сть, 1984. - 152 с.

14. Наставление по защите лесных культур и молодняков от вредных насекомых и болезней. - М.: ВНИИЦлесресурс, 1997. - 107 с.

15. Одум, Ю. Основы экологии / Ю. Одум. - М.: Мир, 1975. - 740 с.

16. Положение о лесопатологическом мониторинге. -М., 1997. - 7 с.

17. Полякова, Г.А. Индикация антропогенных (главным образом рекреационных) изменений сосняков Подмосковья / Г.А. Полякова, Т.В. Малышева // Биоиндикация состояния окружающей среды Москвы и Подмосковья. - М.: Наука, 1982. - С. 66-71.

18. Селиховкин, А.В. Преобразование комплексов микрочешуекрылых под влиянием загрязнения воздуха: автореф. дис. ...докт. биол. наук / А.В. Селиховкин. - Спб.: ЛТА, 1994. - 39 с.

19. Стадницкий, Г. В. Насекомые-дендрофаги - индикаторы антропогенных экологических нарушений / Г. В. Стадницкий // Биологическая индикация в антропоэкологии. Ленинградское отделение. Ленинград, 2-6 июня 1984 г. - Л.: Наука, 1984. - С. 114-120.

20. Степанов, А.М. Методология биоиндикации и фонового мониторинга экосистем суши /

A. М. Степанов // Экотоксикология и охрана природы. - М.: Наука, 1988. - С. 28-108.

21. Яковлев, Е.Б. К характеристике комплексов ксило-фильных жесткокрылых (Coleoptera) в лесах Карелии, не подвергшихся лесоводственному уходу / Е.Б. Яковлев // Проблемы антропогенной трансформации лесных биогеоценозов Карелии. - Петрозаводск: Карельский НЦ, 1996. - С. 139 - 166.

22. Яновский, В. М. Энтомофауна как показатель состояния лесных биогеоценозов при промышленном загрязнении / В.М. Яновский // Экотоксико-логия и охрана природы: тезисы докл. республ. семинара. - Рига, 1988 а. - С. 224-225.

23. Яновский, В.М. Активность насекомых филлофа-гов в условиях промышленного загрязнения /

B.М. Яновский // Лесоведение. - 1988 б. - №5. -

C. 56-58.

24. Яновский, В. М. Насекомые и проблема экологического мониторинга лесных экосистем / В.М. Яновский // Лесное хозяйство, 1990 а. - № 11. - С. 29-32.

25. Яновский, В.М. Лесные насекомые как элемент экологического мониторинга / В.М. Яновский // Успехи энтомологии в СССР: лесная энтомология: Материалы Х съезда Всесоюзного энтомол. общ-ва (11-15 сентября 1989 г.). - Л., 1990 б. - С. 146-148.