Роль дополнительного питания большого черного хвойного усача Monochamus urussovi Fisch. (Coleoрtera, Cerambycidae) в ослаблении пихты сибирской в условиях разреженных популяций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Роль дополнительного питания большого черного хвойного усача Monochamus urussovi Fisch. (Coleoрtera, Cerambycidae) в ослаблении пихты сибирской в условиях разреженных популяций

усач хвойный черный размножение

Трофимов В.Н.1, Липаткин В.А.1, Трофимова О.В.2

1Мытищинский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана

2Московский государственный областной университет

Аннотация

Дополнительное питание имаго большого черного хвойного усача в условиях разреженных популяций не является первопричиной ослабления и гибели деревьев. Величина пожелтения крон пихт не отражает активность дополнительного питания жуков. Большинство усыхающих и усохших побегов толщиной до 0,5 мм не имеет следов дополнительного питания жуков. Повреждения веточек в текущем году в большинстве случаев не вызывают характерного покраснения хвои поврежденных побегов и не проявляются визуально. С июня следующего года треть погибших от погрызов побегов не имеет хвои и идентифицируется только при детальном анализе модельных ветвей. Повреждение усачами начинается в нижней части кроны и, по мере ослабления дерева, распространяется выше. Большинство повреждаемых ветвей располагается внутри кроны на расстоянии 1,0 м от ее внешней поверхности. Поэтому визуальная оценка повреждения крон оказывается несколько заниженной даже для открыто расположенных деревьев.

Ключевые слова: БОЛЬШОЙ ЧЕРНЫЙ ХВОЙНЫЙ УСАЧ, ПИХТА СИБИРСКАЯ, ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ПИТАНИЕ ИМАГО

Вредоносность дополнительного питания имаго большого черного хвойного усача (БХЧУ) корой тонких веточек пихты с обгрызанием хвоинок подробно описана в отечественной литературе [1-11]. А.С. Исаев с соавторами [5, 6] считает, что дополнительное питание является ключевым звеном массового размножения усача в повышенно-плотных популяциях этого вредителя, приуроченных к определенным возрастным категориям пихтовых древостоев (спелые и перестойные насаждения), произрастающих в наиболее благоприятных для усача ландшафтно-экологических условиях. При этом приводятся граничные значения плотности погрызов на 1 пог. м ветвей, при которых дерево переходит из одной категории состояния в другую вплоть до его гибели [5]. Позднее те же авторы видят причину гибели деревьев не только в величине плотности погрызов, но и в заражении ветвей паразитическим грибом-симбионтом усача Ceratocystis sp. (сем. Ophiostomatactae) при дополнительном питании жуков [6]. Гриб вызывает покраснение и усыхание побегов («рыжик») выше погрыза, способствуя ослаблению дерева. В.П. Ветрова с соавторами [2] считают заражение части деревьев грибом Ceratocystis sp., визуально заметное по «рыжикам», необходимым условием устойчивого существования популяции усача.

Задачей нашей работы было выяснить, насколько оценки повреждаемости крон в разреженных популяциях усача, развивающихся, преимущественно, за счет естественного отпада деревьев, визуально и количественно отличаются от таковых в повышенно-плотных популяциях.

Материал и методика

Работа выполнена в пихтовых древостоях Нижнего Приангарья (Кулаковское лесничество Усть-Ангарского лесхоза). Насаждения представлены ослабленными пихтарниками хвощево-зеленомощными состава 8Пх1Е1Б. Средний возраст насаждений - 120 лет с встречаемостью отдельных деревьев с 3-го по 8-ой класс возраста, полнота - 0,7-0,9, бонитет - III,5. Доля участия пихты не менее 0,7, ежегодный отпад не превышал 1,5% по запасу и соответствовал нормальному. Учет повреждений усачами проведен на 15 модельных деревьях, относящихся к пяти категориям состояния: без признаков ослабления, ослабленные, сильно ослабленные, отмирающие и свежий сухостой - по три модельных дерева для каждой категории. Измерению подлежали диаметр и высота дерева, протяженность кроны, диаметр и протяженность каждой срезанной ветви, число на них точек роста. За основу была взята модернизированная нами методика А.С. Исаева с соавторами [5] и методика учета ксилофагов одного из авторов статьи [12]. При учете погрызов усача выделяли три группы ветвей по диаметру основания: 1 - более 1 см, 2 - 0,5-1,0 см и 3 - менее 0,5 см. По времени нанесения погрызы подразделяли на свежие, прошлогодние и старые. Кроме того, проводили учет веточек, усыхающих без погрызов. Протяженность кроны каждого дерева делили на 5 равных частей, в центре каждой части выделяли отрезок длиной 0,5 м, на котором срезали и подвергали анализу все ветви первого порядка. Учеты погрызов на каждой ветви первого порядка и находящихся на ней ветвей второго и третьего порядков проводили слоями по 0,5 м: 1 слой - ветви, попавшие в пространство 0-0,5 м от ствола; 2 слой - ветви в 0,51-1,0 м от ствола; 3 слой - ветви в 1,01-1,5 м от ствола; 4 слой - ветви в 1,51-2,0 м от ствола; 5 слой - ветви в 2,01-2,5 м от ствола; 6 слой - ветви в 2,51-3,0 м от ствола; 7 слой - ветви в 3,01-3,5 м от ствола. Число слоев могло быть от 1 до 6, в зависимости от части кроны.

Количество повреждений на одном дереве вычисляли по формуле:

где: Nb - количество или площадь погрызов (свежих, прошлогодних или старых) на дереве;

H - протяженность кроны, м;

h - число частей кроны, h=5;

k - длина отрезка ствола с анализируемыми ветвями первого порядка, k = 0,5м;

xk - количество или площадь погрызов (свежих, прошлогодних или старых) на ветвях, срезанных на k-ом отрезке ствола длиной 0,5 м.

Результаты

Ослабление насаждений происходит из-за повреждения корней и стволов корневой губкой (57% обследованных деревьев), ржавчинным раком (7% деревьев) и антропогенными факторами. Основная масса повреждаемых усачами деревьев приходится на первые три категории состояния (табл. 1).

Таблица 1. Распределение деревьев по категориям состояния в 120-летних пихтовых древостоях, %

Дополнительное питание усача наблюдали на деревьях всех категорий состояния. При этом внешним признаком повреждения крон считается покраснение хвои на поврежденных и усыхающих побегах [1, 5-7]. Однако проведенный нами специальный анализ 1827 побегов с покрасневшей хвоей на деревьях различных категорий состояния показал, что у деревьев I-III категорий состояния большинство усыхающих и усохших побегов толщиной до 0,5 мм (53,1-93,4 %) не имели следов дополнительного питания жуков (погрызов). На деревьях IV категории не имели погрызов 22…30 % усохших побегов. Поэтому, по нашему мнению, в условиях разреженных популяций большого черного хвойного усача не следует отождествлять размер пожелтения крон с активностью его дополнительного питания.

С другой стороны, погрызы усача текущего года к концу августа в большинстве случаев (76,4%) не вызывали характерного покраснения или пожелтения хвои поврежденных побегов, не проявлялись визуально на поврежденных побегах диаметром более 6 и 7 мм. С июня следующего года треть погибших от погрызов побегов (29,9%) уже не имела хвои и идентифицировалась только при детальном анализе модельных ветвей.

Средние длина и площадь одного погрыза равны 2,14 см и 1,97 см2, соответственно (табл. 2 и 3). Преобладали короткие погрызы длиной 0,5…2,5 см и площадью 0,7…2,1 см2, расположенные с верхней (55,0%) и нижней (37,8%) стороны веточек диаметром 3…6 мм (табл. 4). Большинство погрызов представляло собой полоску шириной 5 мм прямоугольной формы, окольцовывающие ветку погрызы встречались намного реже (7,2%), винтовых погрызов не наблюдали.

Таблица 2. Распределение погрызов усачей по длине, %

Таблица 3. Распределение повреждений усачами по площади погрыза, %

Таблица 4. Распределение погрызов усачей по диаметрам поврежденных ветвей, %

В результате погрызов погибло 61,2% поврежденных побегов, основная часть погибших побегов (75,8%) приходится на ветви с диаметром до 6 мм.

Детальный анализ модельных деревьев показал, что повреждение усачами начинается в нижней части кроны, и, по мере ослабления дерева, распространяется выше. Наиболее поврежденной оказывается внутренняя часть кроны, расположенная на расстоянии 1,0 м от ее внешней части (табл. 5). В результате визуальная оценка повреждения крон оказывается несколько заниженной даже для открыто расположенных деревьев.

Таблица 5. Среднее число погрызов усачей (числитель) и площадь одного погрыза (знаменатель) на 1-метровую ветвь (на 1 пог. м) 1-го порядка в кронах пихт III категории состояния деревьев

Примечание: * - окончания ветвей без погрызов

Дать сравнительные оценки поврежденности крон таким способом оценки, как «количество погрызов на 1 пог. м ветвей первого порядка» [5, 6], представляло определенные затруднения, поскольку анализу подлежали ветви первого, второго и третьего порядков, расположенные в различных частях крон. Для пересчетов была составлена специальная таблица 6 на основании сплошного анализа крон 6 модельных деревьев.

Таблица 6. Строение крон пихты сибирской 90-120 лет в насаждениях III бонитета с полнотой 0,6

Погрызы усачами присутствуют на деревьях всех категорий состояния и во всех частях крон, однако для первых двух категорий причиняемый вред представляется незначительным (табл. 7). На сильно ослабленных деревьях третьей категории состояния существенно возрастают как количество погрызов, приходящееся на 1 пог. м ветвей I-го порядка, так и общее число погрызов на дереве. С IV-ой категории состояния, когда начинаются попытки заселения усачами деревьев, интенсивность повреждения ветвей резко возрастает, заметное количество погрызов начинает появляться в средней и верхней частях крон, среднее число повреждений на 1 пог. м ветвей I-го порядка и общее число погрызов возрастают втрое.

Таблица 7. Среднее суммарное число погрызов усачей (свежих, прошлогодних и старых) в кронах деревьев различных категорий состояния

Максимальное число погрызов наблюдается на заселяемых усачами деревьях 5-ой категории состояния (свежий сухостой с зеленой кроной). При этом впервые происходит интенсивное дополнительное питание во всех частях крон заселяемых усачами деревьев.

Для оценки доли поврежденных побегов к началу попыток поселения усачей подсчитали количество погрызов на 100 точек роста (табл. 8). Как оказалось, на деревьях III-IV категорий состояния повреждается не более 3% точек роста и не более 7% площади коры. Поэтому доведение деревьев до сильного ослабления только погрызами усачей в условиях разреженных популяций представляется сомнительным.

Таблица 8. Распределение погрызов (свежих, прошлогодних и старых) по кроне дерева на 100 точек роста, см2 / шт. на пихтах III-IV категории

Обсуждение

В изученных разреженных популяциях усача, развивающихся, преимущественно, за счет естественного отпада деревьев, повреждение жуками крон необратимо ослабленных деревьев не превышало 7-8 % и может считаться характерным для хронических резерваций и типичных местообитаний разреженных популяций [5, 6].

Особенности распределения погрызов M. urussovi по их длине, площади, диаметру повреждаемых ветвей в условиях разреженной популяции усача оказались сходными с таковыми для повышенно-плотных популяций [5, 6]. Отличие состояло в том, что в нашем случае вышеназванные показатели оказались приблизительно на 50% больше, и большинство погрызов располагалось с верхней стороны побегов.

Как и в повышенно-плотных популяциях, в резреженных популяциях повреждение крон начинается с нижней части и, по мере ослабления дерева, распространяется на средние и верхние части кроны. Существенное различие в оценках наблюдается только в количестве погрызов на 1 пог. м ветвей I-го порядка на деревьях разных категорий состояния, и особенно в общем количестве погрызов на дерево. В нашем случае оценки оказались в полтора-два раза выше.

Для повышенно-плотных популяций А.С. Исаев с соавторами [5] разработали граничные значения повреждения деревьев усачами, при которых наблюдается переход деревьев в низшую категорию состояния. В нашем случае повреждения усачами в соответствующих категориях оказались ниже критических значений. Поэтому можно утверждать, что в разреженных популяциях погрызы усачей не являются первопричиной ослабления и гибели деревьев. В пользу такого вывода говорит и оценка повреждения побегов на 100 точек роста, показывающая, что на деревьях III-IV категорий состояния усачи уничтожают не более 3% точек роста и не более 7% площади коры. Косвенно это подтверждается Д.Л. Гродницким и А.В. Гуровым [3], утверждающими, что массовые размножения черного пихтового усача на пихте сибирской не обусловлены особым предпочтением имаго к питанию на пихте.

Выводы

1. В условиях разреженных популяций большого черного хвойного усача отождествлять размер пожелтения крон с активностью дополнительного питания жуков не следует.

2. Погрызы усача текущего года к концу августа в большинстве случаев не вызывают характерного покраснения хвои поврежденных побегов и не проявляются визуально. С июня следующего года треть погибших от погрызов побегов уже не имели хвои и идентифицировались только при детальном анализе модельных ветвей.

3. Повреждение усачами начинается в нижней части кроны и, по мере ослабления дерева, распространяется выше. Большинство повреждаемых ветвей располагается внутри кроны на расстоянии 1,0 м от ее внешней части. В результате визуальная оценка повреждения крон оказывается несколько заниженной даже для открыто расположенных деревьев.

4. Дополнительное питание большого черного хвойного усача в кронах пихты сибирской в условиях разреженных популяций не является первопричиной ослабления и гибели деревьев.

Список использованных источников

1. Бородин А.И. К биологии большого черного усача в пихтовых лесах Восточного Казахстана // Труды Казахского НИИЛХ. - Алма-Ата. - 1963, т. 4. - С. 259-282.

2. Ветрова В.П., Пашенова Н.В., Гродницкий Д.Л. Реакция пихты сибирской на заражение грибами-симбионтами черного пихтового усача // Лесоведение. - 1992, № 3. - С. 24-32.

3. Гродницкий Д.Л, Гуров А.В. Избирательность дополнительного питания черного пихтового усача Monochamus urussovi Fisch. (Coleoptera: Cerambycidae) // Принципы экологии. - 2017, №1. - С. 61-69. DOI 10.15393/j1.art.2017.5882.

4. Исаев А.С. Динамика численности большого черного усача и меры борьбы с ним в пихтовых лесах Красноярского края // Проблемы защиты таежных лесов Сибири. - Красноярск. - 1971. - С. 21-23.

5. Исаев А.С., Киселев В.В., Ветрова В.П. Роль дополнительного питания большого черного хвойного усача при его взаимодействии с кормовым растением // Консортивные связи дерева и дендрофильных насекомых. - Новосибирск: Наука. - 1982. - С. 19-27.

6. Исаев А.С., Рожков А.С., Киселев В.В. Черный пихтовый усач Monochamus urussovi (Fisch.). - Новосибирск: Наука. - 1988. - 270 с.

7. Криволуцкая Г.О. Скрытностволовые вредители в темнохвойных лесах Западной Сибири, поврежденных Сибирским шелкопрядом. - М.-Л.: Наука. - 1965. - 128 с.

8. Прозоров С.С. Большой черный усач Monochamus urussovi Fisch. на пихте сибирской // Труды Сибирского лесотехнического института. - 1958, сб. 21, вып. 2. - С. 15-121.

9. Рожков А.А. Пересчет деревьев в очагах размножения большого черного усача // Лесное хозяйство. - 1964, № 10. - С. 59.

10. Тальман П.Н. Дополнительное питание большого черного елового усача, Monochamus urussovi (Fisch.) // Труды Лесотехнической академии им. С. М. Кирова. - 1959, № 90. - С. 81-84.

11. Флоров Д.Н. Насекомые-вредители хвойных насаждений Восточной Сибири. - Иркутск: ОГИЗ. - 1938. - 180 с.

12. Трофимов В.Н. Объем выборки при учете насекомых-ксилофагов // Лесоведение. - 1979. - С. 26-35.

Размещено на Allbest.ru