Экологическая группа хвое - и листогрызущих насекомых

Насекомые - самая многочисленная группа живых организмов, обитающих на нашей планете. Около 65 % всех насекомых являются фитофагами и питаются различными частями растений, 18 % составляют хищники, а на долю паразитов и детритофагов приходится 9 % и 8 %, соответственно (Наука, 2001).

Насекомые являются обязательным элементом лесных экосистем, где их функции крайне разнообразны. Потребляя различные части растений, насекомые выступают звеньями трофических цепей, участвуя в потоках массы и энергии. Насекомые ускоряют естественные циклы химических элементов, вносят вклад в углеродный цикл, участвуют в формировании древостоев на разных этапах их развития, влияют на продуктивность лесов, участвуют в сукцессионных процессах.

Насекомых можно назвать «мастерами» адаптации и уже доказано, что их нельзя уничтожить полностью, а можно лишь временно снизить численность того или иного вида. В современной обостряющейся экологической обстановке насекомые все активнее выступают как наиболее агрессивный конкурент человека в борьбе за растительные природные ресурсы. Площади очагов лесных насекомых только в России ежегодно составляют около 3 млн. га в год, а в годы массовых размножений усыхание лесов, особенно в Сибири, происходит на десятках миллионов гектаров. Насекомые уничтожают около 30 % всей сельскохозяйственной продукции, выращиваемой человеком (Нуортева, 1985).

Среди фитофагов наиболее многочисленной и хозяйственно значимой группой выступают хвое - и листогрызущие насекомые или филлофаги. Вспышки массового размножения таких насекомых как сибирский шелкопряд приводят к серьезным как экологическим, так и экономическим последствиям.

Группа хвое- и листогрызущих насекомых объединяет представителей нескольких отрядов. Наиболее опасные виды насекомых-филлофагов относятся к отряду чешуекрылых (семейства волнянок, коконопрядов, пядениц, листоверток, совок и т. д.). Кроме того, в эту группу входят виды насекомых из отряда перепончатокрылых (несколько семейств пилильщиков и пилильщиков-ткачей), которые в большей степени являются вредителями молодых насаждений. Ряд видов, относящихся к отряду жесткокрылых (представители семейств листоедов, долгоносиков, нарывников), хотя и способны повреждать листовой аппарат деревьев, однако, их роль в лесной экосистеме трудно сравнить с ролью представителей отряда бабочек.

Биологическими особенностями хвое- и листогрызущих насекомых является открытый образ жизни, питание личинок хвоей или листвой, высокая плодовитость особей, кучность откладки яиц, возможность активного расселения на стадии имаго. Гусеницы многих видов бабочек способны к активным миграциям (они могут переползать в поисках пищи на значительные расстояния), а некоторых - и к пассивным (гусеницы переносятся с помощью ветра). Бабочки наиболее опасных вредителей не имеют дополнительного питания. Большинство видов насекомых, входящих в эту группу, характеризуются однолетней генерацией. В связи с тем, что эти насекомые ведут открытый образ жизни, они подвержены непосредственному влиянию различных экологических факторов. На них активно влияют как биотические факторы (насекомоядные птицы и животные, паразитические и хищные насекомые, болезни, качество корма и т. д.), так и абиотические (температура воздуха, осадки, влажность, высота над уровнем моря, рельеф и т. д.

Всех хвое - и листогрызущих насекомых можно разделить на три большие группы в зависимости от того, насколько может изменяться их численность. К первой группе относятся виды насекомых, численность которых никогда значительно не увеличивается и остается на протяжении многих лет, примерно, на одном уровне. Такие виды называют фоновыми. Они всегда присутствуют в лесной экосистеме, но их численность мала и практически постоянна из года в год. Ко второй группе насекомых относятся виды, способные значительно увеличивать свою численность и в отдельные годы даже повреждать насаждения. Однако эти повреждения, как правило, незначительны, а численность самих насекомых после резкого подъема быстро снижается. Эти виды носят название продромальных. И, наконец, к третьей группе насекомых относятся виды, которые могут давать собственно вспышки массового размножения, т. е. увеличивать численность популяции в тысячи раз. Это так называемые вспышечные или эруптивные виды. Именно эти виды представляют наибольшую опасность для леса. В годы массового размножения численность таких видов может достигать нескольких тысяч гусениц на одном дереве. В годы же между вспышками плотность вредителей в лесу становится настолько низкой, что представляется сложным найти даже отдельных представителей этого вида.

В условиях Сибири к эруптивным видам хвое- и листогрызущих насекомых, вспышки массовых размножений которых могут охватывать значительные территории (Куренцов, 1939), относятся сибирский шелкопряд - Dendrolimus superans sibiricus Tschetw. (сем. Lasiocampidae - коконопряды); непарный шелкопряд - Lymantria (Ocneria) dispar L., шелкопряд-монашенка - Lymantria monacha L., ивовая волнянка - Stilpnotia (Leucoma) salicis L., античная волнянка - Orgyia antiqua L., хвойная волнянка - Calliteara abietis (Dasychira abietis) Den. et Schiff. (сем. Lymantriidae - волнянки); серая лиственничная листовертка - Zeiraphera griseana Hbn, (Semasia diniana Gn.) (сем. Tortricidae - листовертки); сосновая пяденица - Bupalus piniarius L., пихтовая пяденица - Ectropis (Boarmia) bistortata Goeze., березовая пяденица - Biston betularius L. (сем. Geometridae - пяденицы); сосновая совка - Panolis flammea Schiff (сем. Noctuidae -совки).

Вспышки массового размножения или градации насекомых возникают, чаще всего, после нескольких последовательных засушливых периодов, которые способствуют значительному улучшению качественных характеристик популяций насекомых за счет прямого и косвенного влияния абиотических факторов (температуры, осадков, влажности и т. д.). Эти факторы не зависят от плотности популяции насекомого и называются модифицирующими. В процессе развития вспышки массового размножения на популяцию начинают влиять факторы, зависящие от плотности популяции. Такие факторы носят название регулирующих. Факторами регуляции численности насекомых выступают паразиты, хищники, болезни, наличие корма и его качество и т. д.

В процессе развития вспышки массового размножения можно выделить несколько фаз градации. При этом традиционно выделяются: начальная фаза, фаза роста численности, фаза максимума и фаза кризиса (Надзор, учет…. 1965). Согласно более современной классификации выделяют следующие фазы градации: фаза роста численности, максимума, разреживания, депрессии и восстановления численности (Исаев и др., 2001).

Массовое размножение насекомых-филлофагов обусловливает развитие очагов массового размножения насекомых. Очагом массового размножения называется конкретное насаждение, где в результате подъема численности насекомых-вредителей возникает опасность дефолиации не менее 15- 30 % хвои (для хвойных видов древесных растений) или 50% листвы (Воронцов, 1982).

Во времени очаги массовых размножений подразделяют на возникающие, действующие и затухающие. В пространстве, учитывая особенности лесорастительных условий и характер протекания в них вспышки массового размножения насекомого, выделяют первичные, вторичные, третичные и миграционные очаги. Первичные очаги возникают в насаждениях, экологически наиболее оптимальных для развития конкретного вида насекомого- филлофага. Как правило, первичные очаги представлены чистыми насаждениями, расположенными на прогреваемых элементах рельефа, характеризующихся бедными почвами. Полнота насаждений при этом является видоспецифичным признаком. В первичных очагах показатели заселенности насаждений вредителем достигают своего максимума, и все градационные процессы протекают наиболее активно. Вторичные очаги характеризуются менее оптимальными лесорастительными условиями. Плотность насекомых здесь остается ниже, чем в первичных очагах. Нарастание численности филлофага в этих насаждениях, как правило, запаздывает по сравнению с первичными очагами на год. В третичных очагах плотность насекомого остается достаточно низкой и серьезных повреждений крон деревьев, как правило, не наблюдается.

Миграционные очаги возникают в случае активной или пассивной миграции насекомых, что может наблюдаться как на стадии имаго, так и на стадии гусеницы.

Кроме того, могут возникать так называемые сопряженные очаги массового размножения насекомых, которые развиваются при одновременном подъеме численности двух или нескольких видов насекомых-филлофагов в одном и том же насаждении.

Наибольшую опасность филлофаги представляют для хвойных лесов, так как хвойные породы плохо переносят уничтожение хвои, и даже частичное ее повреждение насекомыми может привести к гибели деревьев. К таким породам относятся, прежде всего, пихта, кедр, ель. Наиболее устойчивы к объеданию хвои лиственница и сосна обыкновенная. Лиственница в этом отношении близка к лиственным породам, которые обычно усыхают после двух - и даже трехкратного сплошного объедания листьев.

Итогом вспышки массового размножения может стать гибель значительной части дефолиированных (объеденных) насекомыми деревьев. В отдельных случаях, в результате вспышки массового размножения насекомого - филлофага, может наблюдаться полное разрушение исходной лесной экосистемы.

Насекомых, способных давать столь мощные вспышки массового размножения, немного. В условиях сибирских лесов самым ярким представителем таких насекомых является сибирский шелкопряд. Именно такие виды и являются первоочередными объектами лесоэнтомологического мониторинга.

Своевременная оценка риска вспышки массового размножения позволяет принять меры для защиты насаждений от насекомых-вредителей. Однако на начальных этапах развития вспышки массового размножения численность популяции вредителей невелика и необходимы специальные методы анализа для оценки состояния популяции и текущей фазы градации насекомых. Не менее важно своевременно оценить переход популяции от фазы максимума к фазе кризиса. В этом случае меры защиты могут быть минимизированы, так как воздействие естественных регулирующих факторов будет способствовать резкому уменьшению численности популяции вредителей.