Блуждание массовых размножений вредных видов насекомых в пределах ареала

Размещено на http://www.allbest.ru/

Блуждание массовых размножений вредных видов насекомых в пределах ареала

Блуждание нелинейных систем по полю возможных путей развития - одна из важных характеристик динамических нелинейных систем в синергетике. При этом нелинейная система «нежестко» следует «предписанию», а совершает как бы блуждание по полю возможных путей развития, то есть согласно нелинейной динамике, в реальной природе бытия нашего случайного (стохастичность) и детерминизм [14].

Материалы и методы. Целью работы является попытка выявить закономерности массовых размножений насекомых путём анализа исторических данных о них, поскольку в последние годы проблема катастрофических явлений или так называемых в синергетике режимов с обострением в нелинейных системах, стала весьма актуальной, проблема, когда одна или несколько величин, которые характеризуют систему, в конечном итоге вырастают до бесконечности. В экологии популяций это «неожиданные» катастрофические массовые размножения насекомых. Путём проведения теоретического обобщения информации о закономерностях динамики численности наиболее распространённых видов насекомых вредителей сельскохозяйственных культур, лесных и плодово-ягодных насаждений, которое опирается на прошлое и настоящее, проводится анализ современных идей о динамике популяций насекомых и теорий, которые объясняют сезонные и годовые изменения в количестве насекомых. При проведении этого исследования с целью выявления первичных очагов массового размножения мы проанализировали различные источники научной литературы, касающиеся массовых размножений основных вредителей сельскохозяйственных культур и лесных насаждений. Мы считаем, что можно отметить определённые закономерности в циклическом характере и синхронности массовых размножений наиболее важных вредителей сельскохозяйственных культур и лесных насаждений с целью улучшения прогноза относительно начала следующих массовых размножений и выяснения регионов, в которых возможно их появление.

Результаты исследований.

Саранчовые (массовые размножения в пространстве и во времени)

Массовые размножения саранчовых известны человечеству с начала возникновения земледелия и растениеводства. Нами выполнен ретроспективный анализ их массовых размножений на основе сведений, представленных в научной литературе [32; 13; 18; 17; 9; 2; 34; 30; 29; 3].

В 1490 г. до н. э. отмечено первое в истории массовое размножение саранчовых. В 1104 г. до н. э. саранчовые налетели на Ливию. В 904 г. до н. э. опустошили Палестину, в 104 г. до н. э. - некоторые регионы Китайской империи, когда из-за неурожая и голода от нашествия саранчи не состоялся поход императора Ван-Ти против таванов.

В 203 г. и 172 г. до н. э. в Южной Италии саранча итальянская полностью уничтожила все посевы.

В начале нашей эры, в 63 году царь парафян Вологесес вынужден был снять осаду армянской крепости Тиграноцету из-за того, что саранча полностью уничтожила все травы, оставив его конницу без корма.

В IV в. н. э. Святой Иеронил упоминал о катастрофическом массовом размножении саранчи в Палестине.

В 456 г. во Фригии (древняя страна в северо-западной части Малой Азии) катастрофическое размножение пустынной саранчи; в 576 г. - в Сирии и Месопотамии (один из древнейших очагов цивилизации); в 580 г. - там же; в 592-593 гг. саранча в массе появилась в Германии; в 677 г. - в Сирии. В 678-679 гг. в Китайской империи; в 722 г. - в Сирии; в 784 г. - в Сирии саранча уничтожила всю растительность и заполнила все дома [13].

В 872-874 гг. массовое размножение саранчовых имело место в Германии и Франции; в 929 г. - в Египте; 957 г. - в Сирии и Месопотамии; в 960, 969 и 1002 гг. - в Сирии; 1010 г. - снова в Сирии; 1084 г. - в Германии, Англии, Франции, Польше, России; в 1092 г. - возле Константинополя.

Первое массовое размножение саранчовых («прузи» - старословян.) датировано 1008 г., затем 1094-1095 гг. в Киевской Руси; затем в Киевском великом княжестве: 1103, 1195-1196, 1237, 1338-1339, 1401, 1408, 1472-1475, 1501, 1527, 1534, 1541-1542, 1546-1549, 1583, 1601-1603; затем в Украине: 1645-1646, 1648-1649, 1652, 1681, 1689-1691, 1700-1709, 1713, 1719-1720, 1726, 1743, 1747-1749, 1756-1758, 1783, 1793, 1799-1802, 1804-1806, 1811-1818, 1820-1829, 1839-1840, 1846-1849, 1851-1852, 1859-1860, 1862-1864, 1866-1869, 1884-1888, 1890-1893, 1901-1903, 1910-1913, 1923-1925, 1930-1932, 1937-1939, 1945-1947, 1951-1953, 1995-1997 (юг Украины), 2003 г. (Автономная Республика Крым высокая плотность личинок до 5000 экз./м2).

Массовые размножения итальянской саранчи в Нижнем Поволжье были отмечены в 1968-1969, 1972, 1978-1983 гг. [29].

За период (63-2003 гг.) повторяемость массовых размножений саранчовых, которые имели место в прошлом, составляли 800 лет (1195-1995 гг.), 700 лет (1237-1937 гг.), 500 лет (1401-1901гг.), 400 лет (1008-1408 гг.), 300 лет (1389-1689 гг.), 200 лет (1401-1601 гг.), 100 лет (1401-1501 гг.), 100 лет (1713-1813гг.), 100 лет (1811-1911 гг.).

За указанный период катастрофические массовые размножения саранчовых были описаны в работах историков, экологов, писателей и даже путешественников. «У 1649 року був великий неврожай; вродила лише падалиця жита в тих місцях, де стояли табори; яровий хліб зняли руками: того ж року була страшенна кількість сарани, що з'їла хліб, і не менше мишей - ніхто не пригадував, щоб колись було стільки мишей, як того року; тому була велика дорожнеча на хліб, сіль і сіно» [34].

«1583 року в запорізьких степах шаленіла сарана; Самійло Зборовський, власник міста Золочева Львівського повіту, який йшов у цей час із загоном польської шляхти Дніпром для з'єднання із запорізькими козаками й спільного походу проти московського царя Івана Грозного, зустрів нижче острова Хортиці на Дніпрі хмару сарани, від якої у нього загинуло до 300 і попухло багато коней» [34].

«Год 1647 был особенный, ибо многочисленные знамения в небесах и на земле грозили неведомыми напастями и небывалыми событиями. Тогдашние хроники сообщали, что весною, выплодившись в невиданном множестве из Дикого Поля, саранча поела посевы и траву, а это предвещало татарские набеги...» [28].

«В 1709 году саранча остановила армию Карла ХІІ, короля шведского, отступавшего в Бессарабию, после полтавского разгрома. Король думал, что это град: так сильно ударила саранча на его армию. Люди и лошади были ослеплены этим живым градом, падавшим из тучи, затемнившей солнечный свет. Все деревни, лежавшие на её пути, были разорены. В том же 1709 году значительная часть Европы подверглась её опустошениям» [32].

«В 1735 году тучи саранчи затемнили китайцам солнечный и лунный свет. Не только хлеба на корню, но даже зерно, хранившееся в магазинах, даже одежды в домах были пожраны этими насекомыми» [32].

«В 1739 году саранча покрыла всю поверхность почвы от Тангора до Могадора (Марокская империя). Вся область, прилегающая к Сахаре, была опустошена, между тем на другой стороне реки Ель-Кос не видно было ни одного из этих насекомых» [32].

Согласно летописям, массовые размножения саранчовых имели место и в средневековье, в более поздних литературных источниках отмечены многочисленные вспышки их численности на протяжении ХІХ и ХХ вв., когда их было более 84.

Судя по сведениям [30], массовые размножения на территории бывшего СССР не только не сократились, а наоборот, резко усилились со значительным увеличением площадей отработок. Так, в 2000 г. против саранчовых было обработано 10 млн га, в т. ч. 8 млн в Казахстане и 2 млн га в России. До этого только два раза площади отработок были немногим более 4 млн га - в 1989 и 1996 гг.

В 1999 году во время катастрофического массового размножения саранчовых в Казахстане они уничтожили 220 тыс. га зерновых, а потери составили до 15 млн долл. США; затраты при этом на противосаранчовые мероприятия составили в 1999 г. - 4,8 млн долл., 2000 г. - 23 млн долл. Дальнейшие примеры приводятся согласно данным М.Г. Сергеева и А.В. Лачининского [30].

В 1992 г. в Нижнем Поволжье и Западном Казахстане площади заселения итальянской саранчой постепенно расширялись на восток, в Кыргызстане только в период с 1997 г. по 2000 г. они увеличились в 7 раз. На юге Западной Сибири резкий подъем численности названного вредителя начался в 1999 г., а вспышка достигла максимума в 2000 г. Указанные авторы считают, что этому способствовали погодные условия.

Высокая численность итальянской саранчи была не только в Западном Казахстане, Нижнем Поволжье и Предкавказье, но и в Украине (южные степные области и АРК). Массовое размножение итальянского пруса отмечено в 2005-2006 гг. во Франции.

В конце ХХ - начале ХХ1 вв. в некоторых регионах европейской части России, на юге Сибири, в Средней Азии и в Восточном Казахстане отмечены крупные стаи саранчи перелётной - Locusta migratoria L.

После длительной депрессии (с 1992 г.) в октябре в Западной Африке началось очередное массовое размножение саранчи пустынной Schistocerca gregaria Forsk. В сентябре 2000 г. она распространялась в 15 странах Западной и Северной Африки, заселила огромные площади. Начало этого массового размножения саранчи пустынной было прогнозировано нами ещё в 1996 г. [11]. Эта вспышка, имевшая место в 2003-2005 гг., нанесла ущерб 1 млрд долл. США; только в 2003-2005 гг. было обработано 13 млн га против саранчи пустынной в 22 странах на трёх континентах [19].

На юге Африки в 1995-1996 гг. в массе размножился местный вид бурой саранчи Locusta pardalina Walk (родственная перелётной саранче). В те годы затраты на борьбу с ней составили около 3,5 млн долл. США.

В 2004 г. очередная вспышка численности саранчи перелётной отмечена в Китае на границе с Казахстаном, Россией и Монголией.

В Австралии в 2004-2005 гг. имело место одно из крупнейших за последние десятилетие массовое размножение саранчи австралийской стадной Chorthoicetes terminifera Walk. При этом было обработано около 450 тыс. га.

В 1999-2001, 2004 и 2006 гг. мощные вспышки численности этого вредителя отмечены на юго-западе Австралии, где массовые размножения саранчовых происходят реже [30].

Массовое размножение мотылька лугового

Мотылёк луговой - один из распространённых массовых вредителей многих сельскохозяйственных и дикорастущих растений. Известно, что его ареал включает 14 стран Старого и Нового света и, согласно расчётам, площадь его около 11,552 млн км2, при этом площадь Украины не превышает 5,2% указанного показателя [16]. Это обстоятельство является реальным ограничением для регионального прогнозирования его массового размножения, особенно с использованием в качестве предиктора солнечной активности, выраженной в показателях относительных чисел Вольфа (W).

Первое известное массовое размножение мотылька лугового в Киевском княжестве было в 1680 году [34]: «1680 року на Україні була страшна спека сонячна й суша, від якої повисихали води й трави, розвилися черви, які поїли боби, капусту, горох, коноплю й гречку й переходили з однієї ниви на другу»; второе - в 1686 году [20]: «Того ж року червяки чорніє, а зростом як гусениці» были множество и коноплям и инному зіллю борзо шкодили, але збожу нічого не вредили. И так стадами ходили по дорозі и в город, в брами, и из города стадами шли на огороди, не боючись дожчов, хочай лето мокрое било» [20].

Массовое размножение мотылька лугового в нашем отечестве впервые отметил знаменитый путешественник академик Пётр Симон Паллас (1743-1811) 12 мая 1763 г., когда его бабочки в огромных массах летали близ Саратова в таком количестве, как «комары в молодой дубовой роще» [26].

Мотылька лугового Эверсман квалифицировал как вредного насекомого в широком смысле слова, указав, что в юго-западных предгориях Урала и прилегающих степях последний появлялся ежегодно, а его гусеницы там причиняют большой вред растительности [26].

Согласно С.М. Мокржецкому (1902) мотылёк луговой в своё время сильно вредил в Соединённых Штатах Северной Америки. F.B. Paddock в «The sugar-beet web worm. Gournal of Economic Entomology, 1912, december» сообщал о том, что плантации свёклы в Америке сильно пострадали в 1909-1910 гг. от мотылька лугового: погибло от 35 до 55% всей добываемой свёклы, с потерей от 2 до 5 процентов сахаристости. Paddock полагал, что мотылёк луговой появился на тихоокеанском побережье, а затем распространился в штатах Колорадо и Небраска в 1869 г., а вред от него проявился спустя много лет после первого появления в Америке.

Для мотылька лугового наиболее чётко выражено блуждание очагов массовых размножений в пределах ареала. Так, в 1769 г. близ Сызрани (Поволжье), через 100 лет в 1869 г. в Киевской и Подольской губерниях, через 100 лет в 1969 г. на Северном Кавказе (1869 г. - США).

В 1853 г. первичный очаг возник в Велико-Анадольском лесничестве (юго-восточная часть Екатеринославской губернии и в Красноярском крае [10]. В 1854 г. он переместился в район Сарепты (Поволжье), где на пространстве 200 вёрст в поперечнике его гусеницы полностью истребили все растения за исключением зерновых. В 1854-1855 гг. гусеницы повредили овощи в некоторых районах Харьковской губернии [13], а уже в 1855 г. он размножился в массе во всех регионах южной России, Поволжье, Сибири, Украине. Отдельные очаги с высокой плотностью гусениц мотылька лугового циклически возникали в 1864 г. - в Таврической губернии, 1847 г,- Тульской, 1868-1869 гг. - в Киевской и Полтавской губерниях, в 1870 г,- в огромном количестве в окрестностях Астрахани, в 1873 г. - в Донской области, в 1880 г. - в Киевской, Екатеринославской, Полтавской, Харьковской губерниях, а также везде в районе свеклосеяния, в 1892 г. - в Донской области [13].

В 1900 г. - в Харьковской, Киевской, Екатеринославской, Донской, Полтавской и Нижегородской губерниях; в 1901 г. - на огромном пространстве от Прибалтики до Казахстана и Сибири [15].

В 1902 г. - в Киевской, Воронежской и Херсонской губерниях и Донской области; в 1903 г. - в Киевской и Херсонской губерниях, в 1909 г. - в Киевской и Херсонской губерниях, в США.

В 1912 г. - катастрофическое массовое размножение мотылька лугового отмечено на площади нескольких уездов Астраханской губернии, тогда он уничтожил, за исключением злаков, всю растительность и дикую, и культурную, многие садовые культуры и тем самым вызвал народное бедствие [27], согласно данным В.Г. Аверина [1], в 1912 г. мотылёк луговой в значительном количестве имелся на свёкле, картофеле, клевере и фасоли в Харьковском, Сумском и Купянском уездах, а уже в 1913 году он размножился в Харьковской губернии уже в колоссальных количествах и причинил не меньше миллиона рублей убытка. И.А. Порчинский [7] указывал, что в 1912 году мотылёк луговой сильно размножился на огромном пространстве от Центральной и Западной Сибири до губерний Юго-Западной России. Он вредил бахчам, подсолнечнику, свёкле и многим другим растениям. В 1915 г. - в Астраханской и Киевской губернии, в 1915 г. - Воронежской, Донской и Орловской.

В 1921 году массовое размножение мотылька лугового отмечено на всей территории свеклосеяния, а его появление носило характер народного бедствия [21], а в 1922 г. на Правобережье, даже в районе Смелы и более южных комбинатов, «с трудом удавалось находить отдельные экземпляры бабочек» [12], в то время как в ЦЧР снова гибли сотни десятин свёклы [15]. Кроме ЦЧР, мотылёк луговой в массе размножился в юго-восточной Польше, на всей Украине, а в некоторых районах Киевской, Полтавской и Черниговской областей его гусеницы уничтожили от 60 до 100% посевов свёклы сахарной [15]. В Донской области огороды местами были им уничтожены полностью, а на опытной станции сильно пострадали посевы кукурузы и кормовых трав [1].

В 1929 г. отмечено катастрофическое массовое размножение мотылька лугового на огромной территории, северная граница которая проходила через Тверь, Кострому, Пермь, Свердловск, Тару, Томск, Красноярск, Иркутск и до Верхнедвин- ска на востоке, с юго-востока до Минусинска, Семипатинска, Акмолинска, Астрахани, Кисловодска, Новороссийска и южного берега Провиш на западе до Польши, а также появился в массе в Болгарии, Венгрии, Германии, Польше, Румынии, Югославии. Можно ли было предвидеть внезапное размножение мотылька в 1929 г.? На этот вопрос многие энтомологи-экологи в своё время отвечали - нельзя!

После этого крупнейшего массового размножения мотылька лугового была разработана теоретическая концепция, объясняющая условия возникновения массового размножения этого вредителя и определяющая пути предотвращения его вредоносности. Если исходить из этой концепции, писал в своё время И.Я. Поляков [25], «то в настоящее время отсутствуют условия, благоприятствующие массовому появлению мотылька лугового. Этому препятствуют всевозрастающая интенсивность обработки почвы в земледельческих районах, освоение больших пространств в Казахстане, где были возможны резервации и накопление мотылька лугового с последующим залётом его в другие районы».

«Вероятно, имеется достаточно оснований лугового мотылька считать бывшим массовым вредителем, несмотря на то, что в небольшом количестве этот вид ежегодно отмечается почти во всех сельскохозяйственных районах» [25]. К сожалению, прогноз ведущего прогнозиста бывшего СССР не оправдался! Анализ очередных массовых размножений, особенно глобальных (1975 и 1988 гг.), свидетельствует о том, что первичные очаги с высокой численностью этого вредителя совершали закономерное блуждание в пределах его ареала.

Согласно данным А.Н. Фролова [33], в 2008 г. в Российской Федерации началась очередная вспышка размножения мотылька лугового прежде всего в Забайкальском крае, в 2009 г. заселённая вредителем площадь продолжала нарастать в Амурской области. Численность вредителя выше пороговой отмечена в Бурятии, Алтайском и Красноярском краях, Иркутской, Новосибирской, Кемеровской и Томской областях, Хакасии и его появление отмечено на Сахалине. В Украине последнее массовое размножение мотылька лугового отмечено в 2011-2013 гг.

Мотылёк луговой в 2011 г. был распространён практически повсеместно в южных, восточных, локально в центральных областях Украины, здесь же отмечались вспышки его численности, хотя в 2008-2010 г. он здесь не имел хозяйственного значения.

В «Прогнозе.. .Российской Федерации на 2010 год» приведены сведения о том, что в Воронежской области мотылёк был в 2010 г. в массе, несмотря на высокую температуру и низкую влажность воздуха, самки имели хорошо развитое жировое тело, формирующуюся, созревающую и зрелую яйцепродукцию. Это утверждение противоречит как прошлым, так и современным представлениям исследователей, изучающим биологию и экологию мотылька лугового в зоне его распространения во время массовых размножений и депрессий! Все без исключения были единодушны в том, что высокие температуры и засухи - причины их бесплодия.

С.А. Трибель, оценивая фитосанитарную обстановку в Украине в 2014 г., чётко указывал, что в 2014 г. объёмы применения средств защиты растений от мотылька лугового в указанном году могут составить от 2 и более млн га. Однако мотылёк луговой снова сыграл с прогнозистами «злую шутку». Его массовое размножение, начавшееся в Украине в 2011 г., завершилось в 2013 г., когда против последнего в степной и лесостепной зонах республики было обработано 1 млн 209 тыс. га, т. е. 2013 г. был пиком численности этого вредителя, хотя его прогнозировали в 2014-2015 гг.! [8].

Блуждание массовых размножений черепашки вредной в ареале

В европейском ареале массовые размножения черепашки вредной известны с ХІХ в., в азиатском с 809 г. Известно, что через 1100 лет массовое размножение главным образом черепашки вредной повторялись в 1909 г. в Краснодарском и Ставропольском краях, Ростовской области, Ираке, Иране, Сирии, Турции, Таджикистане, Узбекистане, Украине, Поволжье и Центральном Чернозёмном Районе.

По свидетельству старожилов, в 1909 г. в Ростовской области черепашки вредной было огромнейшее количество, а местные жители перепахивали почву с целью уничтожения личинок клопов [24].

В 1909 году, по данным В.Г. Аверина, в Змиевском уезде Харьковской губернии клопы-черепашки полностью уничтожили посевы пшеницы [1].

В 1925-1927 гг. массовые размножения черепашки вредной были в Луганской, Одесской и Харьковской областях. В 1927 г. первичные очаги размножения этого вредителя обнаружены в двух пограничных округах Турции, а уже в 1928-1929 гг. клопами была заселена большая часть Килийской долины - житницы Турции. В 1929 г. гибель пшеницы и ячменя из-за повреждений черепашкой вредной достигла здесь потерь, исчисляемых в миллион немецких марок [24].

В Иране, согласно легендарным данным, Надир-шах-Аршар в 1736-1737 гг. [24]. Через 200 лет с 1937 г. очередное массовое размножение этого вредителя началось в Ираке, Иране, Иордании, Ливане, Сирии, Палестине, в Ставропольском и Краснодарском краях, Ростовской области, в степной зоне Поволжья, в ЦЧР и Украине. В 1972-1973 гг. - очередное массовое размножение черепашки вредной имело место в Харьковской и Херсонской областях, показательно, что в 1972 г. первичный очаг с высокой плотностью до 50 экз./м2 возник сначала в Великобур- лукском районе (байрачный лес, село Приколотное), а затем в Харьковском районе (на периферии ареала) в с. Коммунист учебно-опытного хозяйства ХСХИ (ныне Харьковский национальный аграрный университет им. В.В. Докучаева).

Выводы. На примере массовых размножений саранчовых, мотылька лугового и черепашки вредной нами показан закономерный характер блуждания их размножений в пространстве и времени, которые стали объяснимы благодаря достижениям нелинейной динамики. Кроме того, мы пришли к выводу о том, что режимы с обострением и блуждание в пределах ареала вспышек их численности является фундаментальным ограничением прогнозирования динамики популяций как сложных нелинейных систем.

нелинейный блуждание насекомые

Список использованной литературы

1.Аверин В.Г. Обзор вредителей, наблюдавшихся в Харьковской губ. за 1913 год. Отчёт энтомологического бюро за 1913 г. Харьков, 1915. С. 10-65.

2.Бараш С.И. История неурожаев и погода в Европе по ХУ! в. н. э. Ленин¬град : Гидрометеоиздат, 1989. 238 с.

3.Белецкий Е.Н. Массовые размножения насекомых. История, теория, про¬гнозирование : монография. Харьков : Майдан, 2011. 172 с.

4.Белецкий Е.Н., Станкевич С.В., Немерицкая Л.В. Современные представ¬ления о динамике популяций насекомых: прошлое, настоящее, будущее. Синер¬гетический подход. Вісник ХНАУ ім. В.В. Докучаєва. Серія «Фітопатологія та ентомологія». 2017. №. 1-2. С. 23-33.

5.Белецкий Е.Н., Станкевич С.В. Полицикличность, синхронность и нели¬нейность популяционной динамики насекомых и проблемы прогнозирования. Вена : Premier Publishing s.r.o. Viena, 2018. 138 с.

6.Белецкий Е.Н., Станкевич С.В. Хроника массовых размножений главней¬ших вредителей сельскохозяйственных культур и лесных насаждений. Таврій¬ський науковий вісник. 2018. Т 1. № 100. С. 256-267.

7.Бельский Б.И. К вопросу об очагах размножения лугового мотылька (Loxoslege sticticalis) в степной области Украины. Луговой мотылёк в 1929-30 гг. Сб. матер. и статей по биологии лугового мотылька и борьбе с ним. Киев : Изд. УНИИСа, 1932. Кн. 2. С. 21-36.

8.Бетяев С.К. Прогностика: первые шаги науки. Вопросы философии. 2003. № 4. С. 3-13.

9.Борисенков Е.П., Пасецкий В.М. Тысячелетняя летопись необычайных явлений природы. Москва : Мысль, 1988. 522 с.

Размещено на Allbest.ru