Экологические аспекты формирования энтомофауны в лесных питомниках лесостепной зоны Поволжья

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЭНТОМОФАУНЫ В ЛЕСНЫХ ПИТОМНИКАХ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 03.00.16 - экология

Умникова Марина Александровна

Саратов 2007

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Сохранение ресурсного и экологического потенциала лесов, обеспечение защиты от вредителей и болезней, поддержание их в должном санитарном состоянии ? важные задачи, поставленные Федеральной целевой программой «Экология и природные ресурсы России (2002?2010 гг.)».

Защита леса от вредителей и болезней ? обязательный компонент и необходимая область деятельности в лесной отрасли. Она востребована на протяжении всего цикла лесовыращивания и лесопользования: от семенных хозяйств и питомников до спелого леса, лесосеки и склада лесной продукции. Назначение лесозащиты ? поддержание, сохранение и повышение экологического и ресурсного потенциала и биологического разнообразия лесов России, являющихся не только отечественным, но и мировым богатством. Лесозащита как одна из самых наукоемких областей лесохозяйственной деятельности требует высокой квалификации и широкой биологической и технической подготовки специалистов. Её роль не всегда видна, но резко возрастает во время широкомасштабных эпифитотий и вспышек массового размножения вредителей вследствие проявлений на лесных территориях стихийных бедствий и катастроф и увеличения антропогенного воздействия на леса.

Ежегодно в лесах России на больших площадях возникают вспышки массового размножения хвое- и листогрызущих насекомых. Повреждения, наносимые фитофагами, резко снижают продуктивность лесов, вызывая их ослабление, а нередко и усыхание. Для предотвращения ущерба в нашей стране регулярно проводятся истребительные мероприятия с иcпользованием химических и биологических препаратов.

Основным методом защиты растений и регуляции численности насекомых-вредителей остается химический. Возникает прочный замкнутый круг, который именуется «пестицидный синдром». Выход из подобных ситуаций возможен лишь на пути замены традиционной системы защиты растений иной стратегией ? интегрированным контролем численности вредных организмов.

Современным направлением развития защиты леса является экологизация всех мероприятий, позволяющая свести к минимуму ущерб насаждениям от фитофагов при условии сохранения биоразнообразия лесных сообществ. И здесь особое значение приобретают увеличение видового состава, восстановление полезной фауны, представители которой способны снижать численность вредителей.

Цель и задачи исследований Основной целью исследования было изучение влияния различных стаций, окружающих лесные питомники, на видовой состав, динамику численности основных вредителей лесных питомников и их энтомофагов в Поволжье в различные по погодным условиям годы и оптимизация на этой основе существующих мер борьбы.

Для реализации цели исследований были поставлены следующие задачи:

· выявить видовой состав энтомофауны лесного питомника;

· изучить динамику численности важнейших энтомофагов;

· изучить динамику численности основных вредителей;

· проанализировать влияние абиотических и биотических факторов на динамику численности основных фитофагов и их энтомофагов в условиях лесных питомников;

· на основе проведенного исследования дать практические рекомендации для рационализации защиты лесных питомников от вредных насекомых с учетом флористического разнообразия.

Научная новизна. Впервые в условиях лесостепной зоны выявлен и описан видовой состав энтомофауны лесного питомника. Описана динамика численности основных энтомофагов и фитофагов. Изучена экологическая структура основных энтомофагов. Выявлено влияние абиотических и биотических факторов на численность основных вредных и полезных насекомых. Проведен математический анализ корреляционной зависимости, показана роль абиотических и биотических факторов среды в динамике численности главнейших фитофагов и энтомофагов ? обитателей лесного питомника. Результаты исследований послужили основой для внесения поправок в меры борьбы с вредителями лесных питомников Поволжья.

Практическая значимость. С учетом ухудшения экологических условий окружающей среды полученная в результате проведенных исследований информация может служить научным обоснованием отказа от применения в отдельные годы инсектицидов, что имеет большое практическое значение для устранения загрязнения окружающей среды и сохранения биоразнообразия полезной энтомофауны.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях преподавателей и аспирантов ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (Саратов, 2004, 2005). По результатам исследований опубликовано 4 научных работы, в том числе одна ? в журнале, рекомендованном ВАК.

Реализация результатов исследований. Результаты проведенных исследований апробированы в ОГУ «Новобурасский лесхоз» Новобурасского района Саратовской области.

Степень личного участия. В основе диссертации лежат собственные исследования автора, проведенные в 2004?2006 гг., являющиеся составной частью разделов тематического плана исследований кафедры энтомологии ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ».

Положения, выносимые на защиту:

· видовой состав энтомофауны лесного питомника;

· экологическая структура важнейшего семейства энтомофагов;

· динамика численности основных хищных насекомых питомника;

· динамика численности основных фитофагов;

· влияние абиотических и биотических факторов на численность энтомофагов и фитофагов.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 179 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений, включает в себя 23 таблицы, 26 рисунков, 11 фотографий, 1 приложение. Список литературы содержит 225 источников, в т. ч. 11 ? на иностранных языках.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Современное состояние вопроса

Описаны взаимоотношения фитофагов с кормовыми растениями, с энтомофагами. Показаны роль полезной энтомофауны в снижении численности вредных насекомых, а также влияние абиотических факторов на численность насекомых, как вредных, так и полезных.

Условия проведения исследований

Учебно-опытное лесное хозяйство «Вязовское» расположено в центральной части Саратовской области на территории Татищевского, Петровского и Новобурасского административных районов. Георафические координаты территории лесхоза: 51°42?52°05 северной широты и 45°35?45°50 восточной долготы. В климатическом отношении территория Вязовского лесхоза характеризуется умеренно континентальным климатом, особенностями которого являются преобладание в течение года ясных и малооблачных дней, холодная малоснежная зима, непродолжительная весна, жаркое и сухое лето.

Методика исследований

Диссертационная работа основана на полевых и лабораторных исследованиях. Полевые исследования проводились на базе ФГУ «Учебно-опытное лесное хозяйство “Вязовское” СГАУ им. Н.И. Вавилова», лабораторные ? во ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» в 2004?2006 гг.

Наблюдения, сбор материала и учеты насекомых (полевые исследования) осуществляли в насаждениях питомника разных параметров (породный состав) путем проведения рекогносцировочных и детальных обследований в основных биотопах: черный пар, сеянцы однолетние (сосна обыкновенная, ясень зеленый, каштан конский, рябина обыкновенная), сеянцы 2-летние (сосна обыкновенная), сеянцы 3-летние (сосна кедровая, сосна обыкновенная), школьное отделение (сосна кедровая 3-летняя), маточная плантация ив, семенная плантация лиственницы сибирской, кулисные полосы (береза повислая, лиственница сибирская), а также в лесном массиве и на луговой растительности.

В связи с поставленными в работе задачами пользовались общепринятыми методиками полевых и лабораторных исследований (Осмоловский, 1964; Палий, 1970). Гидротермический коэффициент определяли по методике Селянинова (Чирков, 1986). Экспериментальные материалы обрабатывали с использованием компьютерной программы Advanced Grapher ? [Untitled1. agr.].

Энтомофауна лесного питомника

По материалам собственных исследований составлен список насекомых, обитающих на территории лесхоза и прилегающих к нему природных территориях, который включает в себя 137 видов насекомых, относящихся к 10 отрядам, 42 семействам. Соотношение основных отрядов насекомых в энтомокомплексе представлено на рис. 1.

Рис. 1. Соотношение основных отрядов в энтомокомплексе питомника

В составе сообщества преобладает отряд Coleoptera ? 56,9 % (78 видов) общего числа видов. Среди семейств данного отряда наиболее широко представлены семейства Carabidae, Scarabaeidae, Silphidae, Elateridae, Chrysomelidae. Второе место по числу видов принадлежит отряду Lepidoptera ? 11,6 % (16 видов). Среди этого отряда более разнообразны семейства Nymphalidae, Tortricidae, Lymantriidae, Noctuidae. Третье место по числу видов занимает отряд Hemiptera ? 10,2 % (14 видов). Среди семейств данного отряда преобладает семейство Pentatomidae. Менее представлены отряды Orthoptera, Homoptera. Среди прямокрылых насекомых более распространено семейство Acrididae, равнокрылых ? подотряд Aphidinea. Участие других отрядов в составе энтомокомплекса незначительно.

В энтомофауне лесного питомника и прилегающих к нему территорий нами выделены следующие экологические группы насекомых: фитофаги (вредители корней, листогрызущие, хвоегрызущие, сосущие) и энтомофаги (хищные, паразиты, опылители, сапрофаги, некрофаги, копрофаги). Соотношение видового разнообразия фитофагов и энтомофагов одинаково. Однако численность насекомых-энтомофагов значительно превышает численность фитофагов. В результате этого последние не наносят существенного вреда сеянцам и саженцам лесного питомника, а также не наблюдаются вспышки их массового размножения как на территории лесного питомника, так и в окружающих его стациях.

Отряд Hemiptera (полужесткокрылые, или клопы). В лесном питомнике были выявлены 14 видов клопов и их личинок из 4 семейств 12 родов. Видовой состав отряда полужесткокрылых исследовали в разные фазы развития древесной и травяной растительности. Все отмеченные виды, за исключением Pyrrhocoric apterus, встречались в небольших количествах.

Отряд Coleoptera, семейство Carabidae (жужелицы). Был выявлен 31 вид жужелиц из 14 родов. Наибольшим числом видов представлены роды Carabus (5), Pterostichus (9).

Для экологической оценки сем. Carabidae были сгруппированы фаунистические материалы по категориям жизненных форм. Жизненные формы жужелиц исследуемой территории представлены двумя классами ? зоофагов и миксофитофагов (табл. 1). Первый класс включает в себя 3 подкласса и 7 групп жизненных форм, второй ? 2 подкласса и 2 группы.

Видовой состав жужелиц изучали в течение всего вегетационного периода травянистой и древесной растительности питомника. Отмечено отчетливо выраженное сезонное изменение видового состава этих насекомых.

Доминирующими и массовыми видами за все годы исследований в лесном питомнике были Anisodactylus pseudoaeneus, Carabus cancellatus, Cychrus semigranosus, Harpalus caspius, Ophonus ryfipes, Pterostichus seriseus.

Таблица 1

Жизненные формы имаго жужелиц и их видовой состав в лесном питомнике

Жизненная форма	Вид
Класс	Подкласс	Группа
Зоофаги	Фитобиос	Хортобионты стеблевые	Odacantha melanura L.
	Эпигеобиос	Эпигеобионты ходящие крупные	Carabus cancellatus Ill.
			C. glabratus Pk.
			C. nemoralis Muell.
			C. smaragdinus L.
			C. ullrichii L.
			Cychrus semigranosus
		п/г дендроэпигеобионты	Calosoma inguisitor L.
			C. sychophanta L.
	Стратобиос	Серия Стратобионты-скважники
		Поверхностно-подстилочные	Chlaenius (Chlaeniellus) nigricornis F
		Подстилочные	Calathus (Dolichus) halensis Schall.
			C. melanocephalus L.
		Подстилочно-трещинные	Cymindis humeralis Fourcr.
		Серия Стратобионты зарывающиеся
		Подстилочно-почвенные	Pterostichus aterrimus Hbst.
			P. сrenuliger Chd.
			P. cupreus L.
			P. lepidus Leske.
			P. lissoderus Chd.
			P. мannerheimi Dej.
			P. niger Schall.
			P. punctulatus Schall.
			P.sericeus F
Миксофитофаги	Стратохортобиос	Стратохортобионты	Ophonus (Pseudophonus) rufipes Deg.
	Геохортобиос	Геохортобионты гарпалоидные	Amara similata
			A.eurynota Pz.
			Anisodactylus pseudaeneus Dej.
			Harpalus affinis Schrnk.
			H. caspius Stev.
			H. hirtipes Pz.
			H. scaritides Sturm.

За весь период исследований отмечено, что общая численность жужелиц по краям питомника была значительно выше, а видовой состав их разнообразнее, чем в центре. Это обусловлено тем, что окружающие стации оказывали влияние на видовой состав и численность жужелиц. Наибольшее количество жужелиц было выявлено почвенными ловушками в тех местах питомника, где он граничит с лесным массивом и луговой растительностью.

Семейство Scarabaeidae (пластинчатоусые). На территории лесного питомника обнаружено 11 видов насекомых.

Семейство Coccinellidae (кокцинеллиды, или божьи коровки). В лесном питомнике были обнаружены 5 видов кокцинеллид: Coccinella guatuordecimpustulata, Coccinella guiguepunctata, Coccinella septempunctata L., Coccinella vigintiduopunctata, Adalia bipunctata L. Доминирующим за все годы наших исследований был вид Coccinella septempunctata L.

Семейство Tenebrionidae (чернотелки). В питомнике обнаружен 1 вид насекомого ? представителя данного семейства: Opatrum sabulosum L. (медляк песчаный).

Отряд Neuroptera. Был выявлен 1 вид насекомого данного отряда Chrysopa carnea Steph. (златоглазка обыкновенная).

Отряд Lepidoptera. В эту группу входит большое число видов, гусеницы которых повреждают подземные, часто прикорневые части растений, листья или хвою лиственных и хвойных сеянцев и саженцев. За годы исследований на территории лесного питомника выявлены 16 видов отряда Lepidoptera.

Отряд Hymenoptera, семейство Formicidae. Отмечены 2 вида насекомых данного семейства: Formica rufa L. (рыжий лесной муравей), Formica polyctena Foerst. (малый лесной муравей). На территории лесного питомника и вблизи расположенных к нему участков обнаружено шесть муравейников.

Таким образом, впервые выявлен видовой состав насекомых лесного питомника.

Динамика численности основных насекомых-энтомофагов лесного питомника

В комплексе энтомофагов первостепенное значение принадлежит неспециализированным хищникам ? жужелицам. Динамика численности доминирующего вида жужелиц Carabus cancellatus характеризуется 2-вершиной кривой (рис. 2). Насекомые появлялись во второй декаде мая. Их количество в этот период соответственно по годам составляло 1 %; 2; 1 % общего количества за год. В 2004 г. в лесном питомнике насекомые в мае отмечались на луговой растительности. В 2005 г. в это же время численность насекомых данного вида была выше по сравнению с 2004 г., и жужелицы отмечались на пару, на луговой растительности вблизи леса, в кленовых насаждениях, причем на луговой растительности рядом с лесом их численность была самой высокой. Наиболее высокая численность Carabus cancellatus в начальный период отмечена в мае 2006 г. В этот период насекомые были отмечены на пару, на луговой растительности, в посадках лиственницы. Наиболее часто отмечались жужелицы в этот период на луговой растительности рядом со смешанным лесом. Немного меньше их было на пару, недалеко от леса.

Рис. 2. Динамика численности жужелиц Carabus cancellatus

В июне наблюдался первый пик максимума. Численность насекомых в это период составляла соответственно по годам 74 %; 29; 21 % общего количества насекомых данного вида за сезон. Наиболее часто отмечали жужелиц в лесном питомнике в июне 2004 г. в насаждениях ивы, на луговой растительности рядом с лесом. В 2005 г. жужелицы встречались в посевах сосны, на луговой растительности рядом со смешанным лесом. В 2006 г. выявляли насекомых также в пару, на луговой растительности рядом с лесом и на травянистой растительности по окрайкам питомника. Второй пик максимума численности приходился на середину и начало августа. Особенно это заметно в 2006 г. (см. рис. 2).

Для оценки роли и удельного веса отдельных видов сем. Carabidae определена степень их встречаемости и групповости за вегетационный период растений. Виды жужелиц с высокой численностью имели высокую степень встречаемости на пару, на травянистой растительности, а виды, чья численность была невысокой (лесной питомник), имели меньшую встречаемость и отмечались не во всех стациях. Наибольшая групповость у жужелиц отмечена на пару, на луговой растительности рядом с лесом, на лугу. В других же стациях групповость видов жужелиц была низкой.

Весной жуки доминирующего вида кокцинеллид Coccinella septempunctata выходили из зимовки сразу же после таяния снега, когда температура воздуха днем достигала +8…+10 °С (рис. 3). Места резервации кокцинеллид отмечались в лесном массиве на расстоянии 10?15 м от лесного питомника. Под лесной подстилкой обнаруживали до 30 зимующих жуков на 1 м². В период со средней температурой воздуха 12,8…17,0 °С и относительной влажностью 56?62 % наблюдались массовый выход жуков и перемещение их в различные стации. Первоначально жуки отмечались в лесном питомнике на луговой растительности (табл. 2).

Личинок коровок обычно находили на листьях травянистой растительности, которые имели большие колонии тлей (репешок обыкновенный, горошек мышиный, донник лекарственный, клевер луговой, клевер пашенный, дрёма белая, марь белая, сурепка обыкновенная, коровяк, льнянка обыкновенная, синяк обыкновенный, пижма обыкновенная, бодяк ланцетный, лопух войлочный, осот полевой, цикорий обыкновенный, бодяк полевой, молочай прутьевидный и другие).

Из-за высокой пищевой активности как жуков, так и личинок кокцинеллид, из-за раннего появления их в лесном питомнике они являются мощным фактором, ограничивающим развитие и размножение сосущих насекомых в лесном питомнике и окружающих его стациях.



Рис. 3. Динамика численности кокцинеллид

Семейство Formicidae (муравьи). Семья весной просыпается в конце марта ? в апреле. Площадь, контролируемая одним муравейником, достигает 0,25 га.

Вид Chrysopa carnea Steph. хищничает на древесной, кустарниковой и травянистой растительности. Вследствие большого числа конкурентных видов, занимающих эту же экологическую нишу, встречаемость личинок была невысокой.

Вид Mantis religiosa отмечался нами в единичных экземплярах на луговой растительности.

Динамика численности основных фитофагов

Насекомых, повреждающих растения в питомнике, условно объединяли в следующие группы: вредители корней, многоядные вредители, вредители хвойных и вредители лиственных пород.

Жуки Opatrum sabulosum L. (песчаный медляк) отмечались с мая до конца июня. Их численность была единичной во все годы наблюдений. В первой и во второй декадах мая число насекомых обычно достигало наибольших величин. В это время насекомые отмечались в посевах сосны. В мае 2005 г. песчаный медляк обнаруживался в пару, на луговой растительности, в посевах лиственницы, в мае 2006 г. имаго в лесном питомнике отмечались в пару, на луговой растительности. Наибольшее количество насекомых было на луговой растительности. С середины июня и позднее жуки встречались уже в небольших количествах. В этот период времени имаго отмечались в 2004 г. на луговой растительности, в 2005?2006 гг. ? на пару. В последующие месяцы насекомые в лесном питомнике не обнаруживались.

Кроме того, при почвенных раскопках, производимых в питомнике в мае, имаго песчаного медляка обнаруживались в посевах сосны на глубине 0?10 см.

Melolontha hippocastani F. (восточный майский хрущ) относится к наиболее серьезным вредителям лесных насаждений. Жуки и личинки отмечались в единичных экземплярах (за исключением почвенных раскопок 2006 г.).

Территория питомника находится в зоне четырехлетней генерации майского хруща (Березина, 1960).

Жуки начинают летать в конце апреля ? в мае, при достижении температуры 10?14 °С. Они летают вечером, концентрируясь для дополнительного питания на дубе, березе и других лиственных деревьях, повреждая при этом листву. Лесопитомник граничит со смешанным лесом, в котором преобладает дуб, поэтому жуки для дополнительного питания концентрируются в лесном массиве.

Личинки хруща обнаруживались в почве под березой, в посевах сосны, в пару после сеянцев сосны, под лиственницей, в непосредственной близости к лесу.

В летнее время личинки майского хруща находили в верхнем горизонте почвы, обычно на глубине 5?20 см. При почвенных раскопках личинки выявлялись обычно в насаждениях лиственницы и в единичных экземплярах ? в посевах сосны обыкновенной.

Черемуховая тля (Rhopalosiphum padi L.) как доминирующий вид появлялась уже в середине мая на верхушках побегов, с нижней стороны листьев, на цветочных кистях древесных пород (рис. 4, табл. 3). В начале июня численность тлей на древесных породах уменьшалась, основная их масса мигрировала на травянистую растительность. К середине июля численность тлей достигала максимум

Таблица 2

Динамика численности Coccinella septempunctata на луговой растительности, экз./м²

Год	Дата учета
	17.V	27.V	6.VI	16.VI	26.VI	6.VII	16.VII	26.VII	5.VIII	15.VIII	25.VIII	4.VIII
2004	7,3+0,8	10+0,1	12+0,2	15+0,1	17+0,3	10+0,4	22+1,5	21+0,2	18+0,3	9,7+0,2	3,4+0,1	2,3+0,5-
2005	120,2	130,1	13,50,3	140,7	160,9	192,1	212,4	292,2	210,7	170,9	6,80,8	3,1+0,3
2006	110,1	140,2	14,80,3	15,20,4	16,10,5	17,32,1	193,4	212,1	222,3	16,30,5	7,10,1	3,10,5

Таблица 3

Динамика численности тлей Rhopalosiphum padi на луговой растительности (экз. на 100 растений)

Год	Дата учета
	17.V	27.V	6.VI	16.VI	26.VI	6.VII	17.VII	27.VII	6.VIII	17.VIII	27.VIII	7.VIII	17.VIII	27.VIII
2004	2604,8	3007,1	38012,7	4069,8	53027	75019,5	2202,5	10010,0	704,1	100,1	50,05	40,2-	2,80,1-	1,00,1-
2005	2302,1	2504,8	2709,4	3109,8	34010,8	8109,4	3908,0	37010,0	2201,9	2002,5	954,5	904,0	701,5	603,4
2006	2505,6	2905,9	3209,0	41010,0	51027,0	61014,9	1806,5	1607,5	904,5	603,5	309,8	100,1	100,1	100,1

В 2004 г. максимальная численность тлей отмечалась в начале второй декады июля ? 750 экз. на 100 растений. В 2005?2006 гг. максимальная численность была отмечена несколько раньше ? в середине первой декады июля (в 2005 г. ? 810 экз., в 2006 г. ? 610 экз. на 100 растений). После этого происходило постепенное снижение численности тлей. К сентябрю количество тлей на травянистой растительности снижалось до минимума, что связано с миграцией на древесные породы для размножения и зимовки

Рис. 4. Динамика численности тлей Rhopalosiphum padi за 2004?2006 гг.

Жужелицы вида Harpalus affinis (как возможный вредитель сеянцев сосны в лесном питомнике) отмечались уже в конце мая (рис. 5). В 2004 и 2005 гг. в начальный период насекомые данного вида в лесном питомнике были выявлены на луговой растительности рядом со смешанным лесом, в 2006 г. ? на пару рядом со смешанным лесом, в посевах лиственницы, на луговой растительности. В июне Harpalus affinis выявляли в 2004 г. в посевах сосны и на луговой растительности рядом со смешанным лесом, в 2005 г. ? на пару, в ивняке, на луговой растительности рядом со смешанным лесом, в 2006 г. ? на пару, в посевах лиственницы, в сеянцах березы и черемухи.



Рис. 5. Динамика численности жужелицы вида Harpalus affinis.

В июле 2004?2005 гг. насекомые данного вида не выявлялись, в 2006 г. Harpalus affinis отмечались в лесном питомнике на пару, в посевах лиственницы, на луговой растительности.

В 2004 г. в первой декаде августа в питомнике были обнаружены насекомые данного вида на луговой растительности вблизи смешанного леса, в 2005 г. ? со второй декады августа до середины сентября на пару и в кленовых насаждениях.

Кроме вышеуказанных вредителей на территории лесного питомника и прилегающих к нему природных территориях выявлены некоторые вредители отряда Lepidoptera. К числу наиболее опасных вредителей, дающих вспышки массового размножения относится Lymantria dispar L. (непарный шелкопряд), гусеницы которого в начале своего развития повреждают почки, а затем и листья различных древесно-кустарниковых пород. Иногда, по литературным данным, отмечается повреждение хвойных, а при недостатке корма ? многих травянистых растений.

Численность данного вредителя в лесном питомнике была незначительной, и вспышки массового размножения шелкопряда как на территории питомника, так и в окружающем его смешанном лесу, главной породой которого является дуб, не были зафиксированы. В результате исследований выявлены следующие насекомые ? энтомофаги непарного шелкопряда: Calosoma inguisitor L., Calosoma sycophanta L., Xylodrepa guadripunctata Sechr.

Влияние абиотических и биотических факторов на численность насекомых

Энтомофаги. Взаимосвязи численности насекомых с температурой и влажностью воздуха представлены уравнениями полинома 3 степени.

Коэффициент корреляционных отношений для взаимосвязи жужелиц с температурой и влажностью воздуха в 2004 г. составил 0,352?0,535, в 2005 г. ? 0,383?0,561, в 2006 г. ? 0,703.

Решение уравнений показало, что в 2004 г. оптимальная температура, при которой отмечалось максимальное количество жужелиц вида Carabus cancellatus, составляла 16?18 °С, для жужелицы вида Pterostichus sericeus ?17?18 °С, наибольшая численность Carabus cancellatus отмечалась при влажности воздуха 36?40 %, Pterostichus sericeus ? при влажности воздуха 69?70 %.

В 2005 г. оптимальная температура, при которой отмечалось максимальное количество жужелиц вида Carabus cancellatus составляла 20,5?21,5 °С, для Pterostichus sericeus ? 18?19 °С, наибольшая численность Carabus cancellatus отмечалась при влажности воздуха 44?45 %, Pterostichus sericeus ? при 65 %.

В 2006 г. оптимальная температура, при которой отмечено максимальное количество жужелиц вида Carabus cancellatus составляла 18?19 °С, для Pterostichus sericeus ? 21,5?22,5 °С. Наибольшая численность Carabus cancellatus установлена при влажности воздуха 63?64 %, Pterostichus sericeus ? 60?62 %.

Коэффициент корреляционных отношений для взаимосвязи кокцинеллид с температурой и влажностью воздуха (2004-2006 гг.) составил 0,345?0,798 (рис. 6, 7).

Решение уравнений показало, что в 2004 г. оптимальная температура, при которой отмечалось максимальное количество кокцинеллид, составляла 17,5-21 °С, влажность воздуха ? 56-62 %; в 2005 г. - 18-21 °С и 62-67 %; в 2006 г. - 21-25 °С и 56-58 %.

Рис 6. Зависимость численности кокцинеллид (у) от температуры (х)

Рис. 7. Зависимость численности кокцинеллид (у) от влажности воздуха (х)

Фитофаги. Коэффициент корреляционных отношений для взаимосвязи численности тлей с температурой и влажностью воздуха в 2004 г. составил 0,663, в 2005 г. - 0,378, в 2006 г. - 0,312-0,587 (рис. 8, 9).

Решение уравнений показало, что в 2004-2006 гг. оптимальная температура, при которой отмечалось максимальное количество тлей, составляла 17,0?19,5 °С, относительная влажность воздуха ? 56,0-72,5 %.

Коэффициент корреляционных отношений для взаимосвязи жужелиц вида Harpalus affinis с температурой и влажностью воздуха в 2004 -2006 гг. составил 0,382-0,719.

Решение уравнений показало, что в 2004 г. оптимальная температура, при которой отмечалось максимальное количество жужелиц Harpalus affinis, составляла 17,5-18,5 °С, влажность воздуха 45-48 %; в 2005 г. - 21 °С и 55-56 %; в 2006 г. -15,5-16,5 °С и 45-48 %.

Коэффициент корреляционных отношений для взаимосвязи песчаного медляка с температурой и влажностью воздуха в 2004?2006 гг. составил 0,463-0,473.

Решение уравнений показало, что в 2004 г. оптимальная температура, при которой отмечалось максимальное количество песчаного медляка, составляла 11?13 °С, влажность воздуха ? 70 %; в 2005 г. ? 15,5?17,0 °С и 58 %; в 2006 г. ? 15,0?15,5 °С и 68 %.

Рис. 8. Зависимость численности тлей (у) от температуры воздуха (х)



Рис. 9. Зависимость численности тлей (у) от влажности воздуха (х)

Биотические факторы. Основу взаимоотношений насекомых с биотическими факторами среды составляют пищевые, или трофические, взаимоотношения и связи.

Максимальное количество жужелиц Carabus cancellatus в 2004 г. наблюдалось при численности тлей 540?560 экз. на 100 растений, в 2005 г. ? при 200, в 2006 г. ? при 160 экз. на 100 растений.

В 2004 г. численность тлей начинала снижаться при численности жужелицы Carabus cancellatus 24 экз. на 10 лов. ? 10 сут. В 2005 г. минимальное количество тлей наблюдалось при численности жужелиц 19 экз. В 2006 г. численность тлей начинала снижаться при численности Carabus cancellatus от 48 до 102 экз. на 10 лов. ? 10 сут.

Коэффициент корреляционных отношений для взаимосвязи численности жужелиц Pterostichus sericeus с численностью тлей составил 0,668 (рис. 10). Из решений уравнений видно, что максимальное количество энтомофагов в 2004 г. наблюдалось при численности тлей 700?750 экз. на 100 растений, в 2005 г. ? при 200?230, в 2006 г. ? при 450 экз. на 100 растений.

Рис. 10. Зависимость численности жужелиц Pterostichus sericeus (у) от численности тлей (х)

Коэффициент корреляционной зависимости для обратной взаимосвязи составил 0,820?0,932. В 2004 г. численность тлей начинала снижаться при численности жужелиц Pterostichus sericeus 4 экз. на 10 лов. ? 10 сут. В 2005 г. минимальное количество тлей наблюдалось при численности жужелиц 13 экз., в 2006 г. численность тлей начинала снижаться при численности Pterostichus sericeus 36 экз. на 10 лов. ? 10 сут.

Коэффициент корреляционных отношений взаимосвязи численности кокцинеллид с численностью тлей составил 0,367?0,614 (рис. 11). Максимальное количество энтомофагов в 2004 г. наблюдалось при численности тлей 200?250 экз. на 100 растений, в 2005 г. ? при 580, в 2006 г. ? при 180 экз. на 100 растений.

Коэффициент корреляционных отношений для обратной взаимосвязи составил 0,377?0,518. В 2004 г. численность тлей начинала снижаться при численности кокцинеллид 12?14 экз./м². В 2005 г. минимальное количество тлей наблюдалось при численности кокцинеллид 34 экз./м², а в 2006 г. численность тлей начинала снижаться при численности кокцинеллид 17-22 экз./м².

При сравнении коэффициентов корреляционных отношений можно предположить, что тли являются наилучшей кормовой базой для жужелиц Pterostichus sericeus. У кокцинеллид коэффициент корреляционных отношений был несколько ниже ? 0,36?0,6. Для жужелиц Carabus cancellatus кормовой базой кроме тлей могут служить гусеницы подгрызающих совок, личинки проволочников и другие вредные насекомые, поэтому коэффициент корреляционных отношений был самым низким ? 0,4.

Рис. 11. Зависимость численности кокцинеллид (у) от количества тлей (х)

В экологическом равновесии динамика численности тлей во влажные годы, по нашим данным, во многом зависела от численности жужелиц вследствие их высокой пищевой активности. В более засушливые годы пищевая активность была выше у кокцинеллид, поэтому они в значительной степени снижали численность фитофагов в естественных условиях.

ВЫВОДЫ

1. В условиях лесостепной зоны Поволжья в лесном питомнике выявлено 137 видов насекомых, относящихся к 10 отрядам, 42 семействам. В составе сообщества преобладает отряд Coleoptera ? 56,9 % (78 видов) общего числа видов. Второе место по числу видов занимает отряд Lepidoptera ? 11,6 % (16 видов), третье ? отряд Hemitera ? 10,2 % (14 видов). Участие других отрядов в составе энтомокомплекса незначительно.

2. Отмечены существенные различия в видовом и численном составе энтомофауны лесного питомника, граничащим со смешанным лесом, луговой растительностью, а также в насаждениях клена, ивы, лиственницы, саженцев березы, черемухи.

3. В комплексе энтомофагов первостепенное значение принадлежит неспециализированным хищникам ? жужелицам. Их жизненные формы на исследуемой территории представлены двумя классами ? зоофагов (73 %) и миксофитофагов (27 %). К хищникам относятся следующие семейство жужелиц: Odacantha, Carabus, Calosoma, Calathus, Chlaenius, Cymindis, Pterostichus. Кроме того, выявлено семейство жужелиц со смешанным питанием ? Ophonus. Доминирующими и массовыми видами жужелиц за годы наших исследований были следующие: Anisodactylus pseudoaeneus, Carabus cancellatus, Cychrus semigranosus, Harpalus caspius, Ophonus ryfipes, Pterostichus seriseus.

4. Ключевыми факторами пространственного распределения насекомых являются видовой и породный состав и размещение флоры. За весь период исследований нами отмечено, что общая численность жужелиц по краям питомника была значительно выше, а их видовой состав разнообразнее, чем в центре. Наибольшее количество жужелиц было выявлено почвенными ловушками в тех местах питомника, где он граничит с лесным массивом (с преобладанием дуба) и луговой растительностью, в которую входят нектароносы.

5. Кроме жужелиц в комплекс отмеченных нами энтомофагов входят кокцинеллиды, златоглазки, муравьи, богомолы.

6. Вредители в питомнике встречаются в небольших количествах и не наносят существенного ущерба культурам. Среди фитофагов отмечены многоядные вредители, вредители корней, хвойных и лиственных пород.

7. Математическая обработка показала, что на численность фитофагов и энтомофагов в значительной мере влияют биотические факторы, особенно трофический. Абиотические факторы на численность насекомых влияют в меньшей степени.

8. Как кормовой фактор численность тлей оказывала значительное влияние на численность энтомофагов. Можно предположить, что тли являлись наилучшей кормовой базой для жужелиц Pterostichus sericeus и кокцинеллид. Для жужелиц Carabus cancellatus кормовой базой кроме тлей могут служить гусеницы подгрызающих совок, личинки проволочников и другие вредные насекомые.

9. В экологическом равновесии динамика численности тлей во влажные годы во многом зависела от численности жужелиц вследствие их высокой пищевой активности. В более засушливые годы пищевая активность была выше у кокцинеллид, поэтому они в значительной степени снижали численность фитофагов в естественных условиях.

10. Лесонасаждения служат местом зимовки многих насекомых, являются резерваторами большого количества опасных вредителей лесного хозяйства, но в то же время служат накопителями богатейшей полезной энтомофауны, сдерживающей размножение вредителей, что дает возможность сократить объемы химических обработок лесных питомников, расположенных рядом с лесонасаждениями.

11. Вредители питомников интенсивно заселяли нижние ярусы растительности и почву, что увеличивало доступность жертв для хищников ? жужелиц, кокцинеллид, златоглазок, муравьев, богомолов. Вследствие этого нецелесообразно проведение химических обработок саженцев и сеянцев питомников, расположенных среди лесных насаждений.

лесной питомник энтомофаг вредитель

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

При закладке питомников для сохранения биологического разнообразия полезной энтомофауны необходимо:

· располагать питомники рядом с лесополосами, которые служат местами резерваций полезных насекомых;

· проводить обсев питомников травянистыми нектароносами с целью обогащения состава и активизации деятельности природных популяций энтомофагов;

· при высоком уровне численности энтомофагов не рекомендуется применять инсектициды, а химические средства защиты растений использовать при достижении численности вредителей уровня экономического и экологического порогов вредоносности.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Умникова, М.А. Жужелицы лесного питомника Вязовского учебно-опытного лесхоза / М.А. Умникова // Вавиловские чтения - 2005 : матер. конф. 23-25 ноября 2005 г. / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2005. - С. 105-108.

2. Умникова, М.А. Видовой состав насекомых лесного питомника Вязовского учебно-опытного лесхоза СГАУ им. Н.И. Вавилова / М.А. Умникова // Итоги науч.-исслед. и профессиональной работы студентов и аспирантов СГАУ за 2005 г. : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2006. - Ч. II. - С. 104-107.

3. Умникова, М.А. Насекомые отряда Hemiptera (полужесткокрылые) лесного питомника Вязовского учебно-опытного лесхоза СГАУ им. Н. И. Вавилова / М.А. Умникова // Итоги науч.-исслед. и профессиональной работы студентов и аспирантов СГАУ за 2005 г. : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2006. - Ч.II. - С. 107-110.

4. Умникова, М.А. К фауне жесткокрылых (Coleoptera) Вязовского учебно-опытного лесхоза СГАУ им. Н.И. Вавилова / М.А. Умникова // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - № 1. - Вып. 2. ? 2007. - С. 72-73.

Размещено на Allbest.ru

...