Экология и динамика численности лесных насекомых Центральной России

Марков, Владимир Алексеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экология и динамика численности лесных насекомых Центральной России
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экология и динамика численности лесных насекомых Центральной России"

На правах рукописи

Марков Владимир Алексеевич

ЭКОЛОГИЯ И ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ ЛЕСНЫХ НАСЕКОМЫХ ЦЕТРАЛЬНОЙ РОССИИ

Специальности: 03.00.16. - Экология

03.00.09. - Энтомология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва 2004

Работа выполнена в филиале ФГУ «Рослесозащита» «Центр защиты леса Рязанской области» и на кафедре ботаники, генетики и агробиологии Рязанского государственного педагогического университета им. С. А. Есенина

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корреспондент Петровской академии наук и искусств Е.С. Иванов

Официальные оппоненты:

Ведущая организация: Воронежская государственная лесотехническая академия Защита состоится «10 июня» 2004 г. в « 1400» часов

На заседании диссертационного совета Д 212.203.17 при Российском университете дружбы народов по адресу: 113093 г. Москва, Подольское шоссе д 8/5 экологический факультет РУДН

Отзывы по автореферату в 2-х экземплярах с заверенными подписями направлять по вышеуказанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117923 г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.6. Автореферат разослан « » мая 2004 г. Ученый секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук, профессор В.Б. Чернышев

доктор биологических наук, профессор С.С. Ижевский

доктор биологических наук, профессор А.В. Голубев

доктор биологических наук, профессор

Обшая характеристика работ

Актуальность работы определяется проблемой широкого распространения - и большой вредоносностью массовых лесных насекомых: шелкопряда-монашенки (Lymantria monacha L.), непарного шелкопряда [Lymantria (Ocneria) dispar L.] и дубовой зеленой листовертки (Tortrix viridana L.), как на территориях Российской Федерации, так и лесах Рязанской области; недостаточной изученностью их экологической пластичности и полиморфизма. Это сопровождается неоправданно частыми и недостаточно эффективными химическими мерами борьбы с ними. Актуальность темы объясняется также решением острой проблемы между использованием загрязняющих экосистемы современных пестицидов и недостаточным теоретическим обоснованием их научного применения, в основе которого должно лежать углубленное исследование закономерностей онтогенеза вредных организмов, многолетней популяцион-ной динамики численности на протяжении градационного цикла, и усовершенствование стратегии и технологических решений по выявлению и подавлению численности массовых лесных насекомых хвойных и лиственных пород..

Цель и задачи исследования. Цель исследований заключается в изучении на территории Рязанской и соседних областей экологических и биологических особенностей популяций трех наиболее распространенных и хозяйственно опасных в хвойно-широколиственных лесах Европейской России видов чешуекрылых насекомых на разных фазах их градационных циклов и дополнении представлений о закономерностях и механизмах динамики их численности и вспышках массового размножения. На этой основе разработать альтернативные экологичные стратегии управления их численностью с применением существующих, усовершенствованных и новых методов и средств.

Для достижения цели решались следующие основные задачи:

1. Исследовать особенности развития вспышек массового размножения наиболее распространенных и значимых видов чешуекрылых в лесах Рязанской области, изучить их попу-ляционные показатели;

2. Экспериментально обосновать гетерогенность и полиморфизм популяций на протяжении жизненного и градационного циклов развития трех модельных видов насекомых;

3. Изучить роль миграций этих видов насекомых на разных этапах развития вспышек и размножения, определить перемещение и развитие их очагов и дать биоэкологические характ

популяций;

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

4. Исследовать проявления многолетней эмбриональной факультативной диапаузы модельных видов и определить роль этого явления в динамике популяций;

5. Разработать альтернативную экологичную стратегию управления численностью популяций массовых лесных насекомых на основании создания модифицированной теоретической модели динамики численности, включая усовершенствование методов контроля численности с использование половых аттрактантов и разработку новых способов прогноза динамики популяций и подавления численности насекомых.

Научная новизна. Установлена неоднородная (гетерогенная) структура популяций чешуекрылых насекомых, включающей в себя особей с «быстрым» и «медленным» типом развития. Обнаружено, что биология их развития за градационный цикл реализуется в адаптивно стратегическом континууме двух направлений отбора (жизненных г и К - стратегий). Показано изменение по фазам градационного цикла структуры и жизнеспособности популяций.

Установлены биоэкологические особенности развития популяций массовых видов насекомых: 1. - существование латентного периода их развития, за который они не способны увеличить свой биопотенциал до хозяйственно ощутимого ущерба; 2. - закономерности вспышек массового размножения в соответствии с филогенетическим законом (биосистемы последовательно проходят сменяющиеся фазы развития). Это положение служит теоретической основой для практики локального подавления численности вредных насекомых и ограничения малоэкологичных широкомасштабных мер борьбы с ними.

Показано, что широкомасштабные (экзогенные) миграции носят случайный характер. Для непарного шелкопряда и шелкопряда-монашенки впервые определены минимальная площадь местообитания и радиус репродуктивной активности.

В местах длительного экспонирования аттрактанта диспарлюра, предназначенного для отлова самцов, установлено индуцирование этологических особенностей насекомых. В участках длительного экспонирования полового аттрактанта и интенсивного выделения афродизиа-ков самцов происходит агрегация самок.

У трех модельных видов насекомых открыто явление длительной эмбриональной факультативной диапаузы, что служит основой для пересмотра существующих представлений о развитии насекомых, зимующих с почти полностью сформировавшейся личинкой. Длительная диапауза в фазе яйца таких видов считалась невозможной из-за ограниченности резервов для эндогенного питания эмбрионов в течение очень продолжительного времени. Моновольтин -

ный тип развития признавался единственно возможным. Доказана возможность отбора полициклического типа развития из моноциклических форм.

Предложена модифицированная теоретическая модель регуляции численности насекомых, основанная на выявленных закономерностях и нетрадиционных факторах популяцион-нойдинамики.

На защиту выносятся следующие положения: 1. Экспериментальные и теоретические доказательства ранее неизвестного у шелкопряда-монашенки, непарного шелкопряда и дубовой зеленой листовертки явления длительной эмбриональной факультативной диапаузы; 2. Экологическая поливалентность в форме гетерогенности и полиморфизма популяции в пределах генерационного и градационного циклов развития моновольтинных чешуекрылых насекомых с эруптивным типом динамики численности; 3. Экспериментальные и теоретические доказательства роли эндогенных и экзогенных миграций в динамике их численности; 4. Модифицированная теоретическая модель регулирования динамики численности массовых лесных насекомых; 5. Новые способы определения заселенности насаждений, состояния популяций и экологически безопасные способы подавления численности массовых лесных насекомых.

Практическая ценность работы. На основе установленных биоэкологических особенностей и закономерностей развития вспышек массового размножения лесных насекомых предотвращены химические обработки лесов Рязанской области в 1979,1983,1988 и 1998 гг. Результаты исследований вошли в «Рекомендации по применению феромонов для надзора за хвое-и листогрызущими насекомыми» Федеральной службы лесного хозяйства России (1993), и послужили основой для изобретений: «Способ определения заселенности насаждений шелкопрядом-монашенкой» № 1428333, «Способ определения состояния популяции шелкопряда-монашенки» № 1892447, «Способ защиты растений от непарного шелкопряда» № 18113390 и «Способ определения заселенности насаждений непарным шелкопрядом» № 2070796. На территории Рязанской области выявлены насаждения, где за последние 50 лет отмечены вспышки массового размножения непарного шелкопряда, шелкопряда-монашенки и дубовой зеленой листовертки.

ковского государственного университета леса (Москва, 1989,1997), всесоюзной научно-практической конференции «Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов» (Москва, 1994), X и XI симпозиумах "Муравьи и зашита леса" (Пешки, Московская область, 1998, Пермь,2001), симпозиуме «Использование феромонов и других биологически активных веществ в защите и карантине растений» (Анапа, 1999), республиканской научной конференции «Экология и социально-гигиенические аспекты окружающей человека среды» (Рязань, 2001), международной научной конференции «Биологические ресурсы и устойчивое развитие» (Пущино, Московской области, 2001), международной научно-технической конференции «Лес-2002» (Брянск, 2002), на межвузовской научно-практической конференции «Ботаника, экология, сельское хозяйство» 27-28 февраля 2003 г. (Рязань, 2003).

Внедрение. Из четырех изобретений одно внедрено в производство. Результаты исследований послужили основой для организации сети участков производственного лесоэнто-мологического мониторинга за шелкопрядом-монашенкой, зеленой дубовой листоверткой и непарным шелкопрядом. Разработанные методики определения заселенности насаждений, состояния популяций непарного шелкопряда, шелкопряда-монашенки, зеленой дубовой листовертки и технологии подавления численности непарного шелкопряда использованы в лесохо-зяйственном производстве Рязанской области в 1979,1986,1987,1989,1998 гг.. что позволило отказаться от авиационных (наземных) обработок лесов инсектицидами на обшей площади 3,62 тыс. га с затратами 27,4 тыс. руб (в ценах на годы составления проектов).

Вклад автора. Лично получены эмпирические и теоретические результаты, характеризующие вспышки размножения модельных видов насекомых, изменение их популяционных показателей, жизнеспособности и структуры популяций на разных фазах градационного цикла на изучаемой территории. Вклад автора состоит также в обработке и анализе собранного материала, его обобщении, в практическом использовании результатов исследований путем непосредственного участия в ликвидации очагов непарного шелкопряда, шелкопряда-монашенки и зеленой дубовой листовертки в 1975 - 2002 гг., производственной проверке новых методов и средств защиты растений. Автором разработана система технологических решений по выявлению и подавлению численности непарного шелкопряда и шелкопряда-монашенки, защищенных тремя авторскими свидетельствами и Патентом, предложена концептуальная модель регуляции численности массовых лесных насекомых.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 40 работах, включая материалы четырех изобретений, статьи в журналах «Энтомологическое обозрение», «Лесное

хозяйство», «Защита растений», «Зоологический журнал», «Журнал общей биологии», «Успехи современной биологии», монографии.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 351 странице и состоит из введения, шести глав, выводов и научно-производственных рекомендаций и списка литературы из 461 наименований, в том числе иностранной 52, включает 53 таблицы, 18 рисунков.

Глава 1. Краткая характеристика работы, материал и методика исследований

1.1. Природные особенности Рязанской области и её лесов

Рязанская области расположена в центральной части Русской равнины в понижении между Среднерусской и Приволжской возвышенностями на площади 39,6 тыс. км2. Климат умеренно континентальный. Средняя годовая температура воздуха колеблется от + 3,7° С на северо-востоке до +5,0° С на юго-западе. Среднее количество атмосферных осадков в год составляет 450-550 мм. Область относится к зоне неустойчивого увлажнения с периодическими весенне-летними засухами. Интенсивные засухи повторяются каждый пятый год (составляют 20%).

По лесорастительным условиям леса разделялись в прошлом на три лесорастительных района: северный, центральный и лесостепной. С учетом такого районирования назначались и проводились лесохозяйственные мероприятия. На рис.1 показаны лесные районы и современное распределение лесных хозяйств Рязанской области.

Общая площадь лесов, расположенных на территории области, по состоянию на 01.01.2000 г. составляет 1090,9 тыс. га, из них государственное управление осуществляет Федеральная служба лесного хозяйства России на площади - 810 тыс. га (74%), Министерство сельского хозяйства и продовольствия - 225,2 тыс. га (21 %), Государственный комитет РФ по охране окружающей среды и природных ресурсов - 55,7% тыс. га (5%) и леса не входящие в лесной фонд - 8,6 тыс. га.

По современной классификации Рязанская область отнесена к лесной и лесостепной географическим зонам. Северная её часть входит в лесную зону. Здесь в Мещерской низменности на песчаных почвах произрастают южно-таежные сосновые леса, перемежающиеся обширными заболоченными территориями.

Рис.1. Картосхема распределениялесных хозяйств Рязанской области в лесных районов

Южной естественной границей лесной зоны на территории области является р. Ока. Центральная часть Рязанской области отнесена к подзоне широколиственных лесов, где произрастают широколиственные леса из липы, клена остролистного, дуба и ясеня. Некогда они занимали обширные пространства, а теперь сохранились в виде небольших островков. На месте вырубленных коренных лесов произрастают преимущественно вторичные березовые и осиновые леса. Южные районы области отнесены к лесостепной зоне к подзоне северной лесостепи. Они характеризуются сочетанием участков разреженных дубрав паркового типа (без подлеска) и остепненных лугов.

Леса области занимают =25% её территории, однако расположены они крайне неравномерно. Лесистость колеблется от 0,9% на юге до 50-60% на севере. Породный состав характеризуется следующим образом: сосна произрастает на 41,7% территории лесного фонда, береза - 32,6, дуб - 10,5, осина 9,5, ольха - 2,2 и липа на 1,5%. Площадь липовых насаждений возросла по

сравнению с 1945 г. почти в три раза, в тоже время значительно сократились площади дубрав (Иванов, Марков,2001). Предложена усовершенствованная методика определения результатов лесовосстановления (Марков, 1998 а).

В возрастной структуре лесов хвойные насаждения составляют 44,4%, в том числе мо-лодняки - 43,9%, средневозрастные - 36,4%, приспевающие - 15,8% и спелые леса -3,9%; твердолиственные насаждения -10,5%, в том числе, молодняки -15%, средневозрастные -46,8%, приспевающие -18,1% и спелые -19,8%; мягколиственные насаждения составляют 45,1%, в том числе молодняки -21,9%, средневозрастные -40,0%, приспевающие -18,1 и спелые-17,0%.

Возрастная структура лесов имеет большое значение для ведения лесного хозяйства по принципу непрерывного неистощительного лесопользования и является необходимым условием для устойчивого развития. Оптимальный возрастной состав лесного фонда, к которому нужно стремиться при пользовании лесными ресурсами, получил название «нормального» леса. В нем доля каждого класса возраста примерно одинакова. Леса Рязанской области сильно истощены. В них спелых, наиболее ценных хвойных насаждений, всего 3,9%. В тоже время увеличивается доля спелых и перестойных лиственных насаждений. Из-за многолетнего недоиспользования годового лимита лесосечного фонда они утрачивают экономическую и ценность и полезные природные свойства.

Материалы диссертации в основном получены в результате обследования и изучения лесов Рязанской области. В ней также использованы архивные материалы и приведены экспериментальные данные по смежным районам соседних областей - Московской и Тамбовской. В необходимых случаях анализируются материалы по другим территориям Российской Федерации.

1.2. Методика и материал исследований

Объектом исследований были популяции и очаги трех модельных видов массовых лесных насекомых в Рязанской и соседних областях. За период 1867-1974 гг. использованы архивные и литературные данные, а с 1975 по 2002 гг. собственные наблюдения. Работа проведена на базе Рязанской станции по борьбе с вредителями и болезнями леса, преобразованной в 2002 г. в филиал ФГУ «Рослесозащита», «Центр защиты леса Рязанской области».

Изучено развитие популяции непарного шелкопряда в период вспышек массового размножения и в межвспышечные годы в Криушинском лесхозе -1975-1976 гг., Можарском лес-

хозе - 1975-1977 гг.,1987-1989 гг. и 1994-1998 гг. Исследовались локальные вспышки массового размножения непарного шелкопряда в 1982-1984 гг. (Криушинский лесхоз), в 1986 г. (Касимовский лесхоз). В 1991-1993 гг. (Ряжский лесхоз), в 1993-1994 гг. (Ряжский и Кораблин-ский лесхозы) и подъёмы его численности в 1998-2000 гг. (Шацкий лесхоз). Обследования проведены на площади более 22 тыс. га.

Автор был непосредственным участником ликвидации вспышки массового размножения шелкопряда-монашенки, охватившей на территории Рязанской области в 1976-1979 гг. более 15 тыс. га, а также наблюдал затухание вспышки еб размножения и локальное нарастание численности в 1988 г. (Марков, 1989, 1995).

Материал полевых наблюдений и экспериментов за особенностями развития дубовой зеленой листовертки базируется на результатах изучения и подавления еб очагов в течение трех градационных циклов: в 1976-1979 гг. (площадь очагов > 10 тыс. га), в 1983-1986 гг. (площадь очагов >16 тыс. га) и в 1991-1994 гг. (площадь очагов 3, 6 тыс. га).

Площади очагов модельных видов на территории Рязанской области за 1940 -2000 гг. показаны на рис.2.

1М0 101!) хата 1955 ГВйО 1965 1ПО 1971 1980 1985 1900 15»93 2 ООО

Голи

Рис 2 Площади очагов непарного шелкопряда (1), шелкопряда-монашенки (2) и зеленой дубовой листовертки (3) в Рязанской области за период с 1940 по 2000 гг.

Динамика численности насекомых изучалась общепринятыми методами выборочных обследований, сплошных перечетов, модельных деревьев (веток) (Ильинский и др.,1965; Голубев и др.,1980; Воронцов,1978; и др.) на всех фазах развития. Использовались и феромонные ловушки известными, усовершенствованными и новыми методами.

Численность популяций учитывалась на пробных площадях (модельных деревьях) и по маршрутным ходам, в которых возможно возникновение очагов поднадзорных видов. Общая площадь обследованных насаждений в разные годы колебалась от 2-3 до 16-20 тыс. га ежегодно. За годы наблюдений осмотрено более 150 тыс. деревьев. Большое внимание уделялось изучению изменения площади очагов по годам и пространственному перемещению очагов и их характеристике.

Полиморфизм и гетерогенность изучали прямыми наблюдениями в природе и экспериментами на протяжении жизненного и градационного циклов модельных популяций. Пульсирующий, «волновой» характер развития, при котором фазы развития перекрываются (наслаиваются), изучали двумя способами: 1. на случайно выбранных деревьях периодически через 35 дней в течение двух сезонных циклов фиксировали насекомых по фазам развития; 2. в сплошную нумеровали 100 контрольных деревьев. На их стволах до высоты 4 м подсчитывали • и собирали через 3-5 дней обнаруженных гусениц, куколок и бабочек. Всего за два года осмотрено 10430 деревьев. На них обнаружено: гусениц - 120, куколок - 264 и бабочек - 870 штук.

Структуру цветовых аберраций, полиморфизм по окраске бабочек шелкопряда-монашенки определяли по модифицированному методу Габлера (ОаЪ1ег,1952). Дополнительно использовали отлов бабочек аттрактантными ловушками. Подробно методика применения аттрактантно-клеевых и аттрактантно-инсектицидных ловушек с диспарлюром (цис-7,8 -эпокси-2-метилоктадекан) с усовершенствованием некоторых вопросов методик даны ранее (Марков,1983,1988,1991,1995).

Техноэкологические аспекты приводятся в главе 6 диссертации. Аттрактантные ловушки, применяли двумя способами:. 1. отлов бабочек ловушками, размещенными в насаждениях с разной численностью и расчетом по вероятностной модели степенной функции (Марков, 1981). 2. экспонирование ловушки в одних и тех же насаждениях на протяжении всего градационного цикла (Марков, Викторов, 1996).

Для подтверждения онтогенетической изменчивости жизненного цикла шелкопряда-монашенки в лабораторных условиях получено два поколения в течение одного календарного года (Марков, 1995).

Растянутость лета бабочек, изменчивость жизненного и градационного цикла видов изучали их отловом из природных популяции агтракгангными ловушками в 1986-1995 гг.; 2001 г. В разные годы применяли феромоны на площади от 500 до 3000 га с количеством ловушек от 10 до 90 ежегодно.

Исследование специфики жизненных циклов массовых лесных насекомых проведено сопряженно с изучение явления длительной факультативной эмбриональной диапаузы, а также в связи с влиянием на них плотности популяций, миграций.

Изучение миграций модельных видов проводилось на разных этапах вспышек их массового размножения в резервациях и их очагах на площади более 38 тыс. га. По архиво - литературным источникам прослежен ход пандемических вспышек массового размножения непарного шелкопряда в 1952-1959 гг. и шелкопряда-монашенки с 1894 по 1955 гг. С 1975 г. использовались прямые полевые наблюдения. Миграции дубовой зеленой листовертки изучали полевыми наблюдениями и картированием очагов, а также анализом обзоров распространения вспышек её массового размножения в лесах РФ и Рязанской области по пространственно-временным локусам за 1938-1995 гг.

Способность бабочек волнянок к перелёту для спаривания определяли через радиус репродуктивной активности с помощью атграктантных ловушек с искусственным феромоном диспарлюром. В течение 8-12 лет ежегодно применяли от 6 до 40 ловушек на площади от 90 до 3000 га. Для этого ловушки концентрировали поб-9 шт. на 100 га на одних и тех же участках в течение нескольких лет подряд. При этом использовали ранее неизвестную поведенческую особенность самок шелкопряда-монашенки и непарного шелкопряда скапливаться вокруг пунктов применения диспарлюра, предназначенного для отлова самцов (Марков, 1991, 1993,1995). По количеству бабочек самок в зонах агрегативного действия атграктантных ловушек и афродизнаков самцов определяли радиус репродуктивной активности.

Для выявления плотности популяций, ведущих к миграционной активности, использована технология искусственного подавления миграционной способности хозяина и фиксирования местоположения его паразитоидов. Для этого в резервациях непарного шелкопряда в продромальной фазе градационного цикла размещали группы по 6-9 клеевых ловушек с диспарлюром с концентрацией 50 мкг в течение не менее 3-х лет на площадках до 0,01 га, при этом площадки располагали на расстоянии до 300 м друг от друга (Марков, 1993).

Динамику миграций исследовали в разных экологических условиях ежегодным лесопа-тологическим обследованием насаждений и локальных субпопуляций на всех стадиях генерационного развития непарного шелкопряда, фиксируя местоположение и измеряя площадь, ос-

ваиваемую таксоном с ростом его численности. Выявляли лабильность пространственной структуры фитофага, мозаичность распространения его очагов Рассмотрены экзогенные и эндогенные миграции (Марков, 1999)

Скорость распространения очагов, выраженная через радиальный эквивалент, определялась за время между первым и вторым картированием по модифицированной формуле Коли

Расселение шелкопряда-монашенки изучали в первичных и вторичных очагах массового размножения в Касимовском и Солотчинском лесхозах (Марков, 1989)

Для изучения возможности искусственного образования очагов непарного шелкопряда дважды (в 1989 и 1996 гг ) приведены опыты по перемещению части яиц из участков, где происходило его массовое размножение (Можарский лесхоз), в удаленные на 120-130 км изолированные колочную дубраву и березовые рощи Изменение численности насекомых фиксировали еженедельно на 200 деревьях, а окончательную заселенность биотопов мигрантами определяли сплошным перечетом всех произрастающих в микростациях деревьев Осмотрено более 100 тыс стволов деревьев (Марков, 1999)

Анализ структуры популяций и изучение длительной факультативной эмбриональной диапаузы проводился по морфологическим признакам (яиц, бабочек), по особенностям сроков развития, по жизнеспособности Морфологические формы у непарного шелкопряда и шелкопряда-монашенки изучали по цвету и целостности хориона яиц. Для этого при учетах численности на фазе яйца их сортировали на жизнеспособные (вредные) и нежизнеспособные (безвредные)

Жизнеспособными с обычной диапаузой считали яйца темно-коричневого цвета с металлическим блеском, перламутровым отливом - у шелкопряда-монашенки и серой окраски - у непарного шелкопряда. Погибшими считали яйца с сильно деформированным хорионом (высохшие), а также яйца желтых, бурых оттенков Яйца розовой окраски относили к неоплодо-творенным Чтобы отличить кладки нового поколения от длительно диапаузирующих определяли состояние эмбриона (его наличие или отсутствие), способом вываривания их в растворе

Экологические формы изменчивости изучали по продолжительности жизненного цикла особей 1) развитие с обычной диапаузой, 2) развитие с длительной диапаузой

Длительную эмбриональную факультативную диапаузу изучали способом учета структуры популяции Важнейшим признаком длительной диапаузы служит наличие в кладках яиц

КОН

пустых оболочек хорионов, из которых гусеницы вывелись ранее. Использован также метод взвешивания партий яиц по 100 штук на торсионных весах (Марков, 1991).

Для наблюдения за реактивацией личинок из прошлогодних яиц их брали из очагов в июне и до начала лета самок, когда яйца нового поколения в лесу заведомо отсутствуют. Проведены лабораторная инкубация и взвешивание более 75 тыс. яиц шелкопряда-монашенки и непарного шелкопряда. Кладки яиц, взятые из насаждения и яйца каждого нового поколения от них, помешали на повторные зимовки в естественные условия - в углубления коры (прикрывая их сверху корой) у приствольного круга деревьев. В апреле пробы вносили в лабораторию, где наблюдали за ходом отрождения гусениц (Марков, 1989). Способность к нормальному росту и развитию гусениц 1-11 возрастов изучали, выращивая их на питательных средах (Марков, 1984). Ежегодно по месяцам и дням фиксировали результаты отрождения личинок.

Диагностику состояния длительной эмбриональной диапаузы непарного шелкопряда проводили также по признакам и продолжительности осенне-зимней реактивации яиц (Марков, 1997). Сумму тепла, необходимую для осеннего и весеннего выведения гусениц шелкопряда, определяли по методу В.И. Кожанчикова (1940).

При изучении численности зеленой дубовой листовертки и явления её длительной эмбриональной диапаузы учитывали количество отверстий в щитке кладки: одно или два, или щиток без отверстий. Кладки обычно состоят из двух, реже - трех яиц. Одно отверстие на щитке означает, что одна личинка уже вывелась. Два отверстия - кладка полностью пустая. Отдельно считали количество тех и других, а также высохших кладок яиц. Препаровальной иглой отделяли каждое яйцо в кладке и определяли их состояние. Всего учтено более 12 тыс. яиц дубовой зеленой листовертки (Марков, 1992,2000).

Жизнеспособность яиц определяли способом надавливания и выведения. Здоровые яйца при надавливании издают характерный треск. Из них вытекает содержимое яйца. Грену, из которой при надавливании не вытекает или вытекает в незначительном количестве содержимое, а также не слышен характерный треск, относили к нежизнеспособной (Егоров и др, 1953; Ильинский и др., 1965). За выведением гусениц наблюдали на срезанных ветвях и растущих деревьях

Результаты исследований послужили основой для организации сети участков производственного лесопатологического мониторинга за модельными видами вредителей. Они послужили фактическим материалом для изучения других обычных и редких для Рязанской области насекомых (Марков,1985,1995,1999,2001). Лесопатологический мониторинг составляет

функциональное направление лесного мониторинга, который входит в единую государственную систему экологического мониторинга (ЕГСЭМ).

По собственным наблюдениям и материалам архива изучено распределение очагов массового размножения наиболее опасных на территории Рязанской области видов насекомых по годам и лесхозам: непарного шелкопряда с 1955 по 2003 гг., шелкопряда-монашенки с 1893 по 2000 гг. и дубовой зеленой листовертки с 1953 по 2003 гг. Конкретизирована их территориальная приуроченность к определенным лесным биотопам. В монографии показана периодичность возникновения очагов массового размножения лесных насекомых (Марков, 2003 г). Поэтому в диссертации этот материал в развернутом виде не излагается.

Глава 2. Гетерогенность и полиморфизм популяций по жизненному и

градационному циклам развития моповольтинных чешуекрылых насекомых

В литературе часто упоминается о растянутом выведении, развитии, о фенологической неоднородности популяций лесных чешуекрылых насекомых. Однако такие факты рассматривались как случайные осцилляции или как необычные отклонения от нормы. Продолжительность отрождения гусениц непарного шелкопряда и шелкопряда-монашенки может доходить до 30 дней. Лёт бабочек растягивается до 46 дней (Марков,1995, 1997). Исследованиями автора определено, что природа изменений жизненного и градационного циклов развития массовых лесных насекомых нельзя сводить к фенологии, так как на все особи действовали одни и те же экологические условия (Марков, 2003). Экспериментально установлен закономерный характер лабильного (неустойчивого, изменчивого) развития чешуекрылых с эруптивным типом динамики численности, одной из составляющих которого является гетерогенность (разнообразная неоднородность - структурная, морфологическая и т.д.) и полиморфизм популяций, определяющие специфику многолетнего и градационного циклов развития.

В полевых условиях у моновольтинных чешуекрылых стадии развития протекают в необычное для них время. При этом говорить о каких-то фиксированных во времени стадиях их развития не приходится. Чаще наблюдается доминирование той или иной жизненной формы в определенные периоды времени. Установлен пульсирующий характер развития насекомых, при котором в популяции преобладает та или иная их стадия (фаза) развития. Массовым лесным насекомым свойственна внутри популяционная комплементарность (дополняемость) жизненных циклов онтогенеза -« быстрое» и «медленное» (растянутое) развитие.

Питание гусениц пыльцой стробил сосны наблюдали многие исследователи. Однако от-рождение гусениц шелкопряда-монашенки асинхронно с цветением сосны. В среднем за 8-и летний период наблюдений это расхождение составляет три недели (Марков, 1989).

Отрождение гусениц происходит за месяц. Разные сроки отрождения гусениц отмечены как в кладках, отложенных разными самками, так и среди потомства одной и той же самки. В природных условиях бабочек шелкопряда-монашенки обнаруживали в августе-сентябре и даже в первых числах октября или на протяжении 2,5 месяцев при продолжительности их жизни от 5 до 12 дней. Гусениц непарного шелкопряда встречали во второй половине июля, когда заканчивался лет имаго. Растянутое развитие особей в популяции объясняет парадоксальное образование очагов размножения непарного шелкопряда в насаждениях, состоящих из поздно распускающейся формы дуба черешчатого.

Вариабельность всех стадий развития установлена и в жизненном цикле дубовой зеленой листовертки. Самый ранний срок вылета бабочек (24-25 мая) наблюдали в фазе депрессии в 1983 и 1995 гг.

За 25-лет исследований выявлено, что продолжительность развития фитофагов зависит от фазы градационного цикла (плотности популяции). Минимальные сроки развития всех стадий генерации наблюдаются в период подъёма численности, максимальные - при деградации массового размножения. Следовательно, мониторинг их состояния по установленным в наиболее доступный для наблюдения период эруптивной фазы градационного цикла осуществлять рискованно. В этих случаях велика опасность своевременно не заметить нарастания численности насекомых. В лесозащитной практике целесообразно пользоваться уточненными региональными сроками их генерационного развития. В Рязанской области руководствуются этими сроками.

Гетерогенность развития массовых лесных насекомых - одна из причин неудовлетворительных результатов истребительных мероприятий.

Неодновременное, растянутое развитие особей в популяции имеет адаптивное значение. Часть популяции, задержавшаяся в развитии, избегает гибели в стрессовый период при сильной дефолиации от бескормицы, при проведении истребительных мероприятий, гибели от паразитов и хищников и способна преодолевать фенологическую асинхронность кормовой породы, временную бескормицу. Данное обстоятельство показывает определенную условность деления насекомых на фенологические группы. Личинок непарного шелкопряда в природных условиях можно встретить с 23 апреля по 21 июля. Своеобразная «задержка» действия указанного механизма, поддерживая определенный уровень популяции, представляет собой один из

буферных механизмов их гомеостаза, который определяет амплитуду колебания около этого уровня по отношению к внешнему фактору (Шаров,1985).

Разная интенсивность (продолжительность) генерационного развития насекомых в зависимости о фазы градационного цикла - одна из основных причин разной повреждаемости насаждений, при относительно одинаковой их численности и несоответствия прогноза фактическому объеданию деревьев. В период массового размножения почти все особи выводятся дружно - одной волной. Безопасная аналогичная заселенность для межвспышечного периода приводит в это время к сильной дефолиации листьев. Степень повреждения крон деревьев зависит не только от плотности популяции (численности), но и от интенсивности отрождения фитофагов. Одновременное выведение особей аналогично сильному повреждению. «Растянутое» выведение гусениц - аналогия условному (незначительному) повреждению деревьев.

Гетерогенность популяций массовых лесных насекомых по жизненному и градационному циклам • важный фактор динамики их численности. Он действует на протяжении всего цикла массового размножения, как на восходящую, так и нисходящую ветвь градационной кривой. Она служит одним из механизмов регуляции динамики численности насекомых в предложенной модифицированной концептуальной модели (см. раздел 5.1. на рис.3) и сокращает поле «деятельности» традиционных конкурентных отношений.

Глава 3 Миграции как фактор динамики численности массовых видов лесных насекомых

В природе миграции широко распространены и происходят в воздушных, наземных и водных пространствах (Шмидт, 1947; Михеев,1981; Клаудсли-Томпсон,1982; Бе^ег,1992; и др.). Причины этого явления подробно изучены лишь у птиц и рыб (Шилов,2001).

По массовым видам лесных насекомых сведения о миграциях очень скудны или почти отсутствуют. Изучение процессов миграции насекомых - одна из центральных задач популя-ционной экологии (Воронцов, 1968; Викторов,1973; Семевский,1973).

Способом искусственного нарушения миграционной способности непарного шелкопряда экспериментально показана роль эндогенных миграций (вызванных внутренними причинами) в динамике его численности. При низкой плотности популяции выявлены динамические пороги ускользания непарного шелкопряда от факторов смертности. Из березовых резерваций непарный шелкопряд мигрирует при плотности популяции 0,7-2,0 кладки на дерево, а из дубрав - более чем 10 кладок на дерево (Марков, 1999).

В ходе градационного цикла в разных фазах на одной и той же территории происходит два противоположных процесса: агрегация насекомых и их миграция. При низкой плотности популяции (в березняках до 0,20 кладок яиц на одно дерево) насекомые скапливаются в местообитаниях - резервациях, как бы стекаясь и группируясь в них При этом недостатка пищи, конкуренции за кормовой ресурс не отмечалось. Кроны деревьев были полностью облиственные. Происходит лишь изменение пространственно-временных координат субпопуляций. Такие миграции названы агрегационными миграциями.

В дискретном пространстве в случайной среде оптимальна достаточно низкая скорость миграций (Шаров, 1986). 17-летними полевыми исследованиями лесов нами установлено, что в резервациях субпопуляция не локализуется в пределах таксационного выдела, как об этом писали М.Г. Ханисламов с соавт.(1962), а занимает достаточно большой лесной массив, находясь в нем в «плавающем» положении, перемещаясь по территории резервации, увеличивая тем самым динамическую устойчивость и сохраняя свой гомеостаз. Поэтому экомониторинг за массовыми видами насекомых недостаточно ограничивать фиксированными пробными площадками. Его необходимо дополнять маршрутными ходами по всей территории вероятных их миграций.

Плавающее положение и в целом эндогенные миграции создают своеобразную «пятнистость» ареала, что соответствует диссипативной экологической структуре вида, которая выполняет функцию демпфера, гасящего определенной величины волны размножения насекомых или увеличивают их амплитуду в процессе интерференции. Система локально неустойчивых дем, перемещаясь по территории, образует относительно устойчивую пространственно-временную структуру.

Полученные результаты соответствуют с теоретическому положению, согласно которому популяция не может эффективно размножаться в местообитании площадью сопоставимой с радиусом репродуктивной активности вида (Сулей и Уилкокс,1983; Яблоков,1987). Радиус репродуктивной активности О. dispar при низкой его плотности у основной его части (95%) популяции составляет ~ 300 м, а у L. monacha - 100 м (Марков,1988,1993). Площади локальных первичных перенаселенных биотопов (9-10 га), в большинстве своем, сопоставимы с площадью участков равных радиусу репродуктивной активности непарного шелкопряда.

Способность к миграциям, как адаптация к условиям среды, особенно важна при местном недостатке пищи, вызывающем переселение животных на небольшие расстояния (Лэк,1952). В начальной стадии нарастания численности насекомые легко находят незаселенные биотопы, тогда как миграции из зоны массового размножения сопряжены с большим рис-

ком. Они часто сопровождаются высокой смертностью популяции, которая как бы «отбрасывается» на более ранние фазы градационного цикла. Насекомые- эмигранты не дают быстрого всплеска численности. Для реализации вспышки на новом месте, эруптивным открыто живущим видам насекомых, необходимо пройти подготовительные этапы. В 1989 и 1996 гг. полевыми экспериментами по перемещению части популяции из очагов в незаселенные насаждения показано, что очаги возникают в основном за счет размножения аборигенных популяций (Марков, 1999). Причем критический уровень заселенности будет свой для каждого местообитания. Он определяется ландшафтно-экологическими особенностями, его ёмкостью, сбалансированностью взаимосвязей фитофага и растений.

Пространственные миграции тесно связаны с длительной эмбриональной диапаузой, своего рода, миграцией во времени, которая рассматривается в главе 5. Супердиапауза индуцируется в структурной или другой таксономической единице или у отдельных особей, обладающих наименьшей миграционной активностью в ответ на ухудшающиеся экологические условия.

Мы полагаем, что переход фитофага с одного кормового растения на другое может тормозить, а в сочетании с другими факторами, возможно, и гасить лавинообразное нарастание численности массовых лесных насекомых. Этим можно объяснить природу большей биологической устойчивости смешанных насаждений против дефолиации насекомыми. Исследования показывают, что в естественной среде часто возникают ситуации, когда оптимальная регуляция численности насекомых происходит при возможности реализации эндогенных миграций части популяции на новые территории.

Скорость распространения очагов непарного шелкопряда в период пандемической вспышки варьирует в пределах 19-93 км, дубовой зеленой листовертки- 24-59 км в год. Монашенка мигрирует из первичных очагов (11-12 км в год) вдвое быстрее, чем из вторичных (6-14 км в год). В тех участках, где отмечено первое объедание крон деревьев, популяция не достигает наивысшей плотности. Рост численности насекомых с большей силой происходит в первоначально менее заселенных очагах.

Трижды - в 1983 г. (Криушинский лесхоз), в 1987 и 1989 гг. (Можарский лесхоз), наблюдаемый автором переход О. dispar из состояния депрессии в фазу локального нарастания численности на шестой-седьмой год после пика его предыдущего размножения, позволяет предположить для Рязанской области, что у этого вида имеется шести - семилетний латентный период. За этот промежуток он не способен увеличить свой биологический потенциал до величины хозяйственно ощутимого ущерба. В период подготовки, путем естественного отбора,

к очередному эруптивному состоянию любые другие факторы не могут изменить качественную характеристику популяции.

Широкомасштабные или экзогенные миграции не играют значительной роли в распространении вспышек численности дубовой зеленой листовертки, как это следовало из ранее опубликованных теоретических работ (Семевский,1992; Корзухин, Семевский,1993). Они носят случайный характер. Их неправомерно ставить в один ряд с закономерными эндогенными миграциями. Это доказывают многочисленные исследования: мозаичное распределение региональных очагов дубовой листовертки на фоне вспышек ей массового размножения по всему ареалу дуба, разнообразие в очагах видового состава насекомых-вредителей, затяжной, пульсирующий характер вспышек, их приуроченность к определенным биотопам, наличие деревьев-инкубаторов с большей степенью дефолиации и численностью фитофагов среди почти совершенно зеленых насаждений, приобретение наследственного стереотипа поведения насекомыми, отсутствие фактов деградации очагов листовертки на территории Российской Федерации за счет широкомасштабных миграций, как хозяина, так и их специализированных паразитоидов. Искусственно нарушая миграционную активность насекомых можно предотвратить реализацию их массового размножения (Марков, 1993).

Схема миграции С. Холинга ред.(1981) усовершенствована с учетом уплотняющей миграции (агрегации насекомых в разреженных популяциях), которые составляют первый уровень миграционной активности. Второй уровень миграционной активности - миграции из резерваций и очагов размножения. Интенсивность миграций возрастает не линейно с ростом плотности популяции и не плавно и широко по всему диапазону значений данной величины, как это представлено на примере еловой листовертки-почкоеда. Миграции наступают при достижении определенного «порога миграции» (плотности популяции). Высокая плотность популяции для отдельно взятой особи представляет неблагоприятное изменение экологических условий. До достижения такого порога в разреженных популяциях происходят уплотняющие миграции или агрегация насекомых. Другие факторы не играли существенной роли в динамике численности лесных насекомых (Марков, 1999).

Миграционная активность особей является важной составной частью популяционной динамики, а в совокупности с экологической изоляцией и фактором эволюции.

Глава 4. Длительная эмбриональная диапауза моновольтинных • чешуекрылых насекомых

Проявление состояния покоя у насекомых многообразно по их интенсивности, продолжительности, месту в онтогенезе, сезонной приуроченности, физиологическим, биохимическим, экологическим (плотности популяции) особенностям.

Среди многообразия проявлений физиологического покоя у насекомых (сон, оцепенение, олигопауза, диапауза и другие) до сих пор наименее изучена длительная диапауза (супердиа-пауза), продолжающаяся более одного календарного года, но ей не уделялось должного внимания (Ушатинская,1983).

Супердиапауза к настоящему времени известна у многих видов лесных насекомых: рыжего соснового пилильщика (Ильинский, 1955; Воронцов, Каюкина.1961; Sillivan, Wallace, 1967; Миндер,1973), обыкновенного пилильщика (Eichorn,1977), пилильщиков-ткачей (Аврааменко,1959; Коломиец,1967; Литвинчук,1980), березового пилильщика (Соко-лов,1981), лунки серебристой (Данилевский,1951), златок и черного рогохвоста (Старк,1955), желудевого долгоносика (Терпугов, 1978), соснового шелкопряда (Ильинская, 1963; Малы-шев,1987), античной волнянки (Кинд,1965), сибирского шелкопряда (Жохов и др.,1961; Рож-ков,1965) и у многих других. Судя по обзору этого вопроса (Ушатинская,1983) в отряде чешуекрылых до недавнего времени не была известна длительная позднеэмбриональная диапау-за с почти готовой к выходу из яиц личинки, которую мы установили у шелкопряда-монашенки, непарного шелкопряда и дубовой зеленой листовертки. Полученные новые данные показывают, что у одного и того же вида облигатная диапауза насекомых с моновольтин-ным типом развития при определенных экологических условиях (при высокой плотности популяции) может трансформироваться в факультативную длительную диапаузу характерную для поливольтинного типа развития. Эта биоэкологическая особенность может рассматриваться одной из форм экологической пластичности вида в экстремальных условиях обитания.

4.1. Длительная эмбриональная диапауза шелкопряда-монашенки

В разных экологических условиях и в разное время многие исследователи отмечают в очагах шелкопряда-монашенки наряду со свежеотложенными яйцами нового поколения кладки яиц прошлых лет (Шевырев,1895; Якобсон.1895; Прозоров, 1949; Егоров,1961; Leusenthin, 1929 цит. по Knoche,1929; Tubeuf;i892; Escherich,1911,1912; Rebel,1921; Zwolfer,1934;

ОяЪ1ег,1952). Такой факт объясняется разными причинами. Большинство считает, что прошлогодние яйца являются неоплодотворенными. Однако при выварке прошлогодних яиц в растворе КОН выявлялись сформировавшиеся эмбрионы гусениц (Марков, 1989). Поэтому не оплодотворение не может быть причиной рассматриваемого феномена. По-прежнему механизм внезапного исчезновения монашенки из опустошаемых ею лесов и образования огромного запаса прошлогодних яиц, несмотря на большой научный и практический интерес, оставался неясным.

Исследованиями в лесу и лабораторными экспериментами установлено, что из прошлогодних яиц отрождаются гусеницы, благополучно завершающие свой полный жизненный цикл развития, и они дают начало новому поколению. Количество диапаузирующих особей зависит от плотности популяции и варьирует от 2,4% в начале вспышки до 98% в конце вспышки размножения. Абиотические факторы не определяли рост диапаузирующих особей.

Полевыми учетами плотности популяции установлено, что без определения структуры зимующего запаса вредителя достоверный прогноз дефолиации установить невозможно. Ожидаемое и фактическое повреждение леса существенно различаются. Поэтому при назначении экологически безопасных истребительных мероприятий необходимо учитывать состояние зимующего запаса яиц (А - вредоносные, жизнеспособные яйца с темно-коричневой окраской хориона; Б- безвредные, нежизнеспособные - неоплодотворенные, высохшие яйца с сильно деформированным хорионом, а также яйца серой и светло-желтой окраски, паразити-рованные)

Эффект расщепления потомства по длительности диапаузы экспериментально изучали в 1980-1983 гг. В 1981 г. из 695 длительно диапаузирующих яиц исходной генерации вывелось 37,3% гусениц Выращенные из них имаго дали начало новому поколению. В 1982 г. из 1242 яиц вывелось 13.8% гусениц, из которых выращено третье поколение; в 1983 г. из 347 яиц появилось 22,9% гусениц.

Опыты показали, что особи, развившиеся при низкой плотности популяции затухания (деградации) массового размножения, продолжительное время дают потомство, расщепляющееся по длительности диапаузы. Это влияет на динамику численности насекомых и создаёт ситуацию, когда после сильных засух, способствующих массовым размножения, увеличение численности не происходит, так как популяция ещё не вышла из состояния многолетней диа-паузы. На продолжительность диапаузы влияет также фактор наследственной составляющей

Рост плотности популяции увеличивает долю длительно диапаузирующих яиц (табл. 1)

Таблица 1

Плотность яиц и дефолиация сосны в очагах монашенки при разной доле длительно диапаузирующих особей

Местоположение и тип очага Годы. наблюдений ' Плотность популяции -(яиц/дерево) Длительно диа-паузируницие яйца, % Повреждаемость крон

Касимовский лесхоз Первичный 1976 430 Не учитывались средняя

1977 1002 2 средняя

1978 1750 12 сильная

1979 33 90 единичная

1980 0,31 2-10 незаметная

1981 0,10 2-10 незаметная

Солотчинский лесхоз Вторичный 1977 180 Не учитывались незаметная

1978 200 3 слабая

1979 500 20 средняя

1980 23 90 единичная

1981 20 1-16 незаметная

Показано, что уменьшение массы яиц связано с их жизнеспособностью, а длительность диапаузы - с типом динамики массы. Из яиц монашенки, масса которых за период зимовки уменьшилось более остальных (26%), весной наблюдается самый низкий выход гусениц (10%), и, наоборот, - при самом малом снижении массы яиц за время зимовки (1,5%) происходит самый высокий выход гусениц (80%). Изменение этих величин по фазам градационного цикла показано в табл. 2.

Таблица 2

Масса яиц и выход гусениц монашенки по фазам массового размножения

Показатели Фаза. массового размножения

П III IV

1976 1977-1978 1979-1980

Масса 100 яиц, мг 70-92 69-58 46 и менее

Выход гусениц, % 80 и более 78-40 единично

Плотность популяции, яиц на дерево До 400 600-1000 и более Менее 200

Различия между принятыми градациями массы яиц существенны на 5%-ном уровне значимости (Тф«„= 3,46=1.98> Тмор=1,96). Корреляция между массой 100 яиц и их жизнеспособностью высокая -r =0,84± 0,028. Корреляционная связь существенна на 1%-ном уровне значимости (Тф„„.= ЗО Т,.,. 2,58).

Отличие между нормально и длительно диапаузирующими особями проявляется и в этологии отродившихся гусениц. Развившиеся из длительно диапаузирущих яиц гусеницы не образуют «зеркальца». Они активно приступают к поиску пищи сразу после вылупления из грены. По нашему мнению, обнаружение в старых, деградирующих очагах вялых, малоподвижных гусениц не связано с вирусной инфекцией. Снижение двигательной активности особей в перенаселенных биотопах происходит за счет перестройки физиологических процессов у значительной части популяции и вызывает трансформацию моновольтинного на полициклический тип развития.

Показано, что расщепление популяции на фракции с разной длительностью диапаузы, в том числе и многолетнюю, наблюдается в ряде поколений, которое проявляется и через 2-3 года после окончания действия лимитирующего фактора (плотности популяции). В ходе микроэволюции происходит формирование генотипа на физиологическое состояние, качественное разнообразие популяции формируется в результате естественного отбора. При этом действие модифицирующих и регулирующих факторов динамики численности опосредуется еб структурой и она становится фактором популяционной динамики.

4.2. Длительная эмбриональная диапауза непарного шелкопряда

Непарный шелкопряд в пределах своего ареала дает одно поколение в год, а яйца остаются зимовать на стадии готовой к выходу личинки (Шевырбв,1893; Кулагин, 1898; Старк,1931; Schedl, 1936; Кожанчиков, 1940, 1950 а, б). Редко в природе и в лаборатории наблюдались случаи выведения гусениц шелкопряда без диапаузы в тот же сезон без действия на них отрицательных температур (Кеппен,1883; Femald, 1898; Кожанчиков, 1940. 1950 а, б; Зацевич,1956; Бенкевич,1959; Schwenke,1978). Особенно надо выделить лабораторные эксперименты по выведению бездиапаузной линии О. dispar (Knop et al.,1982) и получение двух (Марков, 1997), четырех генераций в год (Дубко и др., 1991). Они свидетельствуют о неустойчивом, изменчивом состоянии диапаузы у данного вида

Максимальный срок жизни эмбрионов непарного шелкопряда равен ~ 14 месяцам и двухлетней диапаузы его яиц никогда не наблюдается (Кожанчиков, 1950 б). Однако в очагах

непарного шелкопряда, так же как и у шелкопряда-монашенки, наряду со свежеотложеннны-ми яйцами нового поколения встречаются внешне жизнеспособные кладки яиц прошлых лет (Шевырёв,1895; Якобсон,1895; Ильинский и др.,1965 и другие). В этих случаях весь прошлогодний запас яиц обычно считают неоплодотворенным.

В лесах Рязанской области в затухающих очагах непарного шелкопряда многократно встречали множество прошлогодних внешне жизнеспособных яиц (Марков,1988, 1998,1999). Мы установили способом выварки в щелочах постоянное наличие в прошлогодних кладках сформировавшихся эмбрионов личинок. Поэтому не оплодотворение здесь места не имеет и не может быть причиной рассматриваемого явления.

Из внешне жизнеспособных яиц, оставшихся в насаждении сверх обычных сроков, в зависимости от заселенности насаждений (плотности популяции) при инкубации отродилось разное количество гусениц. После двукратной зимовки при плотности популяции 0,6-0,23 кладки на дерево в березняках отрождалось 2,73% гусениц, а при плотности популяции 2-3 кладки на дерево - 36,5 - 89,8%. У депонированной части популяции онтогенез благополучно завершается и она образует новое поколение.

Явление длительной эмбриональной диапаузы непарного шелкопряда требует глубокого и всестороннего изучения, так как оно неоднозначно проявляется (реализуется) в разных лесо-растительных формациях. В березняках при индуцировании супердиапаузы яиц происходит деградация очагов при плотности популяции 2-3 кладки на дерево и вредитель впадает в глубокую депрессию на длительный период. В байрачных дубравах также обнаруживается су-пердиапауза грены, но при плотности популяции 3-6 кладок яиц на дерево не происходит деградации массового её размножения. Наблюдается дальнейшее её увеличение до 7-10 и более кладок на дерево. И только достигнув, такой плотности очаг деградирует, через индуцирование длительной эмбриональной диапаузы и дефолиация крон деревьев в среднем не превышала 40%. В отдельных микростациях (1-2 га) деревья были объедены до 90-95%.

Длительная диапауза изменяет жизненный цикл насекомых, динамику их численности. Его можно интегрировать в теоретическую схему г/К-отбора, имея при этом в виду то, что в течение градационного цикла наблюдается дихотомия их жизненных циклов. Доминирующая г-стратегия на продромальной и эруптивной фазах градационного цикла трансформируется на фазах деградации и депрессии в К-стратегию отбора с присущей ему отсрочкой размножения, направлением ресурсов в основном на выживание, а не на размножение. Исходя из полифак-ториальной теории численности, которой придерживается автор, следует принять, как более

адекватную результатам проведения исследований, концепцию континуума г/К-отбора. Она соединяет эти две противоположные стратегии.

Диагностировать состояние длительной диапаузы популяции непарного шелкопряда предложено по массе яиц и интенсивности отрождения гусениц. Растянутое отрождение личинок - признак индуцирования супердиапаузы, которую можно ожидать при массе 100 штук яиц равной 65 грамм. Эта величина близка или совпадает с данными других авторов (Марков, 1997, 2003 г). Минимальная масса 100 штук дважды зимовавших яиц, из которых происходит отрождение гусениц - 37 грамм (п >20 тыс. яиц). Осеннее выведение гусениц - признак эруптивного и продромального состояния популяции непарного шелкопряда, а многомесячная осенне-зимняя их реактивация свойственная переходному состоянию от эруптивной фазы к деградации, когда популяция теряет вредоносность за счет расщепления её на фракции с разной продолжительностью диапаузы.

Действие перенаселенности сказывается на родительском поколении в фазе гусеницы и куколки через их гибель от энтомофагов (болезней) и миграций. Последующие поколения реагируют на это изменением жизненного цикла у части популяции и расщеплением еб на фракции с разной длительностью диапаузы, в том числе и многолетнюю.

За период зимовки у популяции с низкой плотностью масса яиц снижается в 3-4 раза меньше (5-10%), чем в перенаселенных биотопах (15-41%). При значительном снижении массы яиц весной из таких партий выводится меньше гусениц и в лесу остается арсенал нереакти-вировавшей грены. Длительная диапауза связана с типом динамики массы яиц в период зимовки.

4.3. Длительная эмбриональная диапауза дубовой зеленой листовертки.

Как и у двух предыдущих видов отмечается внезапная массовая гибель яиц дубовой зеленой листовертки, особенно после нескольких лет вспышки ев размножения (Кулагин, 1934; Schutte,1957, Данилевский, Бей-Биенко.1958; Тропин,1958; Положенцев, Коровин,1957; Бель-говский,1959; Ильинский, 1961; Егоров и др.,1961; Воронцов, 1963; Ефремова и Ижев-ский,1968; и др.). Большинство исследователей причиной массовой гибели яиц дубовой листовертки считали сильные зимние морозы.

Наши исследования и анализ ранее опубликованных данных не подтверждают это широко распространенное мнение и не подтверждают роль других традиционных факторов в гибели яиц и в динамике её численности (Марков, 1992,2000).

При лесопатологических обследованиях очагов листовертки в конце мая, когда из отложенных в прошлом году яиц гусеницы уже вывелись, а новое поколение ещё не развилось, мы многократно обнаруживали большое количество жизнеспособных кладок яиц (Марков, 1992). У таких кладок щиток имеет одно отверстие или без отверстий. При надавливании сохранившиеся яйца издают характерный треск. Из них вытекает их содержимое. Длительные наблюдения за яйцами, из которых гусеницы не вывелись, весной следующего после яйцекладки года, показали, что часть из них имеет живой эмбрион в течение всего лета и осени. Отличить старые кладки от кладок нового поколения в конце июля можно по цвету щитка, наличию или отсутствию отверстий на нем и вытекаемой при раздавливании грены жидкости. У одно-духнедельных яиц нового поколения щиток имеет более светлую окраску (серую) и гемолимфу цвета мутной воды. У прошлогодних яиц кладки (щиток) цвета дубовой коры, а их содержимое коричневой консистенции. Из них можно извлечь сформировавшуюся личинку. В более поздние сроки (июль-август) прошлогодние кладки отличаются от кладок нового поколения по наличию отверстий на щитках, из которых вывелись одна или обе гусеницы. Если на щитке кладки имеется одно отверстие, то кладка является прошлогодней и второе яйцо находится в длительной диапаузе или «высохло». Если щиток целый, то в нем могут быть обычно два (редко - три) здоровых или «высохших» яйца. Кладки яиц, на щитках которых два-три отверстия, не считаются вредоносными, так как из них гусеницы вывелись.

Прямыми наблюдениями в лесу за прошлогодними яйцами после повторной зимовки установлено их отрождение от 12,5% до 19,7%. Изложены другие экспериментальные и теоретические доказательства явления длительной факультативной эмбриональной диапаузы дубовой зеленой листовертки и еб роли в динамике численности вида.

Предполагается, что изменение продолжительности диапаузы, в том числе индуцирование многолетней диапаузы, может быть одним из механизмов эколого-генетического контроля затухания вспышек массового размножения насекомых.

Известны математические модели одногодичной диапаузы насекомых (Семевский, 1967; Осипов,1981). Многолетнюю факультативную эмбриональную диапаузу мы предложили учитывать в уравнениях динамики численности и в прогнозах дифференцированно: со знаком плюс, - выжившую часть насекомых и со знаком минус - долю погибших особей во время длительной диапаузы.

Глава 5. Некоторые проблемы теории динамики численности насекомых и её развитие

Динамика численности популяций продолжает оставаться главной и наиболее сложной проблемой в экологии (Максимов, 1984). Несмотря на многочисленные исследования закономерности регуляции численности животных до настоящего времени далеко не раскрыты (Во-ронцов,1963; Мандэй,1965; Варли и др.,1978; Франц, Криг.1984; Семевский,1979,1993,1998). Слабо изучена физиологическая разнокачественность особей в популяциях эруптивных видов, что вносит существенные изменения в динамику их численности и осложняет проведение истребительных мероприятий (Коломиец,1973; Исаев и др.,1984).

Установление особенностей сезонного, жизненного и градационного циклов - одно из важнейших направлений исследований региональной специфики биоэкологии массовых лесных насекомых и необходимое условие для проведения обоснованных мер по регулированию и/или подавлению их численности, включая использование полезных видов. Несмотря на десятилетия исследований, механизм сезонного развития, его анатомия и конкретная физиология остаются загадочными (Заславский, 1996).

Диапауза, как составляющий фактор динамики численности популяций, особенно продолжающаяся более одного календарного года, изучена мало. Данная тема за единичными исключениями (Dingle, 1976; Шаров, 1984; Семевский,1967- доп. М.В.) исследованиями не затронута (Заславский, 1984).

Изучению процессов миграций насекомых, являющейся одной из центральных задач популяционной экологии, уделяется недостаточное внимание (Викторов, 1973). Во многих случаях механизм миграции насекомых совершенно не изучен и представляет интереснейшую тему для будущих исследователей (Воронцов, 1968;Шилов,2001). Исключение составляют работы Ф.Н. Семевского (1992,1993). Ещё чрезвычайно мало известно о том, как часто происходит конкуренция в природе и как велика её роль в естественных сообществах (Бигон и др., 1989). Несмотря на огромное число работ по динамике численности животных, в конце 20 века признается, «Мы всё ещё не знаем, как регулируется численность насекомых» (Семев-ский,1997).

Кризис в практике защиты растений между мощью современных пестицидов и недостаточным научно-теоретическим обоснованием их безопасного применения не позволяет преодолеть и концепция «популяция - единица регулирования численности насекомых», которая постулирует, что борьбу с вредными насекомыми следует вести в целом с популяцией на

больших площадях, оправдывая тем самым массированный химический прессинг, нарушающий трофические связи и причиняющий колоссальный ущерб среде обитания живых организмов.

Синтетическая теория динамики численности (Викторов, 1965,1967,1973,1976) устраняет многие спорные и ошибочные представления факториальных теорий. Но и этой теории присущи некоторые недостатки, проявившиеся на фоне полученных новых данных, основные из которых заключаются в следующем:

1) Двухвершинная градационная кривая означает по существу отсутствие эффективных регулирующих механизмов в прототипе, что подтверждают повторные вспышки массового размножения вредителей, принимающие часто хронический, пульсирующий характер, а также неудовлетворительные результаты химических обработок лесов. С позиций синтетической теории, постулирующей определенную фазовую последовательность реализации градационного цикла, нет удовлетворительного объяснения повторяющимся через 1-2-3 года вспышкам размножения насекомых Причем период временной остановки развития популяции (её части), в результате индуцирования длительной факультативной эмбриональной диа-паузы, принимался за мнимое, так называемое, «затухание» вспышки.

2) Часто «плодовитость» упрощенно трактовалась исключительно как количественный показатель: «количество яйцепродукции продуцируемой самкой» (Семевский,1969), «с высокой и прямолинейной корреляционной зависимостью между массой куколок или коконов и плодовитостью, развивающихся из них насекомых» (Ильинский и др.,1965). В аналогичном значении используется иногда термин «рождаемость» (Свирежев, Логофет, 1978). Исходя из этого, строились гипотезы и математические модели (Семевский,1971,1979). Эти работы вносят значительный вклад в решение проблемы связи плодовитости и выживаемости (защищенности). Но их недостатком является абстрактность, что ограничивает их применение в производственной сфере. Наши исследования связи и характера изменений количества яиц и их массы в межвспышечные годы, конкретизируют проблему, намечают новый подход к её пониманию и решению. Количество яиц может оставаться неизменным, но при этом их масса изменяется.

Плодовитость - это динамичный двухуровневый процесс (а, возможно, и более сложный) жизнеобеспечения популяций (Марков, 2004 г.).

3) Некоторые считают, что успешное развитие популяций насекомых достигается путем максимизации плодовитости, коэффициента размножения. Однако наибольшее число потомков редко достигается путем максимизации плодовитости (индивидуального коэффициента

размножения) в ущерб выживанию. Напротив, многие виды, достигшие успеха, имеют очень низкую плодовитость, как, например Homo sapiens (Солбриг О., Солбриг Д.,1982). В опытах с мучными хрущаками вид с большей плодовитостью (Tnbolium costaneum), зараженный внутренними паразитами, т.е. обладающий меньшей защищенностью, вытеснялся при совместном содержании менее плодовитым и не зараженным —Tnbolium confusum (цит. по Варли и др., 1978) Следуя этой точке зрения можно ожидать, что на Земле могли существовать только сверхразвившиеся микроорганизмы, однако, на земле произрастают растения, животные и другие виды (Фальсом,1980).

Коэффициент размножения в периоды расщепления популяции насекомых на фракции с разной длительностью диапаузы, в том числе и многолетнюю, не является достаточно надежным показателем. Он искажает информацию. В этом случае количество яиц в лесу остается почти на уровне прошлого года. Поэтому ожидается аналогичная прошлогодней угроза объедания насаждений. Фактически из большинства яиц гусеницы не выводятся. Несмотря на огромный запас в лесу вредителя он не приносит хозяйственного ущерба насаждению.

Синтетическая теория предполагает некую автоматически регулирующуюся монолитность популяции. Проверив на полевом материале модель автокорреляционной функции, отражающей в известной мере концепцию саморегуляции популяции, была показана еб неприменимость для долгосрочного прогнозирования и установлена дискретность популяционной структуры.

4) Синтетическая теория испытывает трудности в связи с проблемой экологических ниш. Гипотеза о конкуренции как предельном регуляторном механизме популяционной динамики насекомых в естественных биотопах часто не находит подтверждения. На многих примерах доказана возможность существования нескольких видов в одной нише (Park, 1946; Crombie,1948, цит. по Варли и др., 1978; Ayala, 1969; Викторов, 1970) Избежание конкуренции признано правилом, а не исключением (Корзухин, Семевский,1992), об этом свидетельствуют и другие многочисленные факты не конкурентных отношений (Солт, 1964; Мазер, 1964; Де Бах,1965; Бигон и др ,1989).

Современная концепция сохранения биоразнообразия, увеличения толерантности животных на урбанизированных территориях (Вахрушев, Раутиан,1993) и аспекты биосоциальности у общественных насекомых, с надсемейным уровнем регуляции плотности популяции (Захаров, 1997) существенно сужают сферу действия традиционных конкурентных отношений. Считается, что роль конкуренции как саморегулирующей системы механизма преувеличена (Заварзин, 1999).

5) Как правило, причину смертности невозможно точно установить. Не всегда можно с уверенностью сказать - произошло истинное заражение насекомого или активирована скрытая инфекция. Ко многим публикациям, в которых указывается важная роль паразитических насекомых в подавлении численности фитофагов, без указания пола выведшихся особей паразита, следует относиться критически, так как полноценными хозяевами могут служить лишь виды, на которых развиваются оба пата паразита (Кочетова,1968). Эти и другие факты свидетельствуют о преувеличенной роли в динамике численности фитофагов их гибели от паразитов, хищников и болезней. Именно такое представление является краеугольным камнем, на котором построена синтетическая теория. Эпизоотии и хищники не формируют многолетнюю динамику численности популяций, а лишь отражают её, являясь следствием уже произошедшего циклического изменения в условиях существования вида (Уиттекер,1980; Максимов, 1982; Марков,1992 и многие др.). Согласно закону экологической пирамиды продукция консумен-тов высших порядков примерно на порядок ниже определяющей её продукции предыдущего уровня консументов, и поэтому паразиты, и хищники не способны регулировать численность фитофагов.

6) В прототипе не выявлено буферной системы регуляции динамики численности насекомых, которая осуществляется согласно этой теории исключительно экзогенными фактора ми. Однако основой эволюции является избирательная элиминация, действующая на наследуемые признаки, которая определяется, как правило, не хищниками или другими внешними факторами (причинами), а свойствами самих таксонов, формами их организации и жизнедеятельности. Из чего следует, что уничтожение принимает закономерный характер движущего механизма эволюции только через посредство внутренних сил, действующих внутри данной популяции (Шмальгаузен,1968), к которым с полным правом можно отнести гомеостатиче-ские механизмы, остающиеся мало изученными у беспозвоночных (Харда, 1986) и тесно с ним связанное понятие «буферности», «буферной зоны». Гомеостаз популяций общественных насекомых, в частности, муравьев, предложено определять по коэффициенту релаксации (Мар-ков,1998).

5.1. Основные положения концепции, развивающие синтетическую

теорию динамики численности массовых лесных насекомых

Фактический материал исследований развивает и/или подкрепляет теоретическое обобщение закономерностей динамики численности массовых лесных насекомых, данное в классификации А.И.Ильинского и др (1965), А.С.Исаева с соавт.(1984). В своем развитии они про-

ходят 5 (по А.С.Исаеву с соавт.1984), и 4 (по А.И. Ильинскому и др. 1965), качественно различных этапов или фаз: нарастания численности, максимума, разреживания, депрессии (кри зиса) и восстановления стабильной численности. Фазы нарастания и максимума численности существуют в обеих классификациях и подтверждаются нашими данными. Сущность работ автора, развивающих теоретические обобщения закономерностей динамики численности насекомых, заключается в следующем.

В фазе «разреживания» (классификация А С. Исаева с соавт.1984, которая по большинству характерных параметров соответствует фазе «кризиса» в классификации А.И. Ильинского и др 1965), при резком снижении коэффициента размножения плотность популяции меняется незначительно. Биологическим механизмом обеспечивающим такой эффект и специфику динамики численности насекомых является многолетняя факультативная эмбриональная диа-пауза и / или миграции. Более полно отражает происходящие в таких ситуациях процессы предложенное автором название фазы «деградация» Фаза «депрессия» имеет место в том случае, когда популяция не вышла из состояния многолетней диапаузы или не преодолен пост миграционный синдром (нарушение в соотношении полов, высокая смертность от различных факторов) Установление латентного периода, в течение которого популяция не способна увеличить до хозяйственно значимого уровня и восстановления в этот период кондиции популя-ционных показателей, свидетельствует о реальности в развитии градационного цикла массовых видов лесных чешуекрылых насекомых фазы «восстановления стабильной численности» (по классификации А.С. Исаева с соавт.1984).

Принципиальная схема и последовательность действия эндогенных механизмов, регулирующих плотность популяций фитофагов, предложенная автором, показана на рис.3. Для сравнения здесь приведены основные механизмы регуляции численности насекомых по прототипу (Викторов, 1976). На принципиальной схеме показаны механизмы, контролирующие как восходящую, так и нисходящую ветвь градационной кривой, которые определяют затухание и ход реализации массового размножения фитофагов и/или постэруптивные колебания численности. В изменчивых и непредсказуемых условиях среды эндогенные механизмы придают устойчивость и динамическую прочность системам разного уровня. В то же время, действие внешних факторов может их модифицировать в том или ином направлении. Постэруптивная флюктуация численности насекомых есть результат компенсационных колебаний по-пуляционной динамики после понижения плотности, которая является правилом. Причем меж-и постэруптивные колебания происходят при более высокой заселенности, по сравнению с исходной плотностью популяции в латентный период. Они наблюдаются в зонах действия

Время

Рис. 3. Основные механизмы регуляции численности насекомых по Г.А. Викторову (А) и принципиальная схема их регуляции, предложенная В.А. Марковым (Б): 1-колебания численности насекомых; 2 - постэруптивная флюктуация их численности; 3- заштрихована зона численности, снимаемая регуляторными механизмами.

миграционных механизмов и длительной диапаузы. В сопредельных пространствах этих зон отмечается интерференция действия указанных популяциониых механизмов, им свойственна определенная интрозональность. Флюктуации могут увеличивать амплитуду колебаний до апогея (эруптивного состояния) или переводить популяцию из неустойчивого продромального состояния в латентное. При повторном пике размножения популяции не требуется проходить агрегациионный период Через механизм эндогенных миграций реализуется экспансия и эруптивное состояние популяции, ровно, как и снижение её плотности. Основными механизмами регуляции динамики численности насекомых согласно предложенной модели (рис.3) являются:

1) Локальная агрегация при низкой плотности насекомых. Когда они концентрируются в резервациях При достижении определенной плотности локальные агрегации фитофагов время от времени меняют свое местоположение в насаждении, находясь как бы в «плавающем» состоянии

2) Гетерогенность популяций по срокам развития и их полиморфизм действуют, в той или иной мере, как по восходящей, так и нисходящей ветви градационной кривой. В локальных очагах при общем низком уровне численности она ведет к диссипативному состоянию популяции и незначительному повреждению насаждений, несмотря на сравнительно высокую их заселенность, а на стадии имаго индуцирует протандрию. При увеличении заселенности через этот механизм популяция трансформируется в более однородное (гомогенное) сообщество, в котором гусеницы выводятся дружно, одной волной, что ведет к нарастанию плотности популяции Численность популяции в дальнейшем увеличивается за счет расширения занимаемого пространства. Популяционная неоднородность реализуется также через плодовитость, жизнеспособность, защищенность и этологические реакции (поведение). Численность рассматривается как функция плотности насекомых наряду с другими экзогенными факторами, а плодовитость выполняет функцию защищенности. Адаптация на промежуточных фазах жизненного цикла возникает через действие эффекта плотности, а в процессе эволюции она реализуется в результате успеха размножения.

Гетерогенность популяции по срокам развития при определенных условиях трансформируется в диапаузу разной продолжительности или в миграцию, у особей обладающих наименьшей локомоторной активностью. Совокупность этих процессов названа автором принципом лабильного (неустойчивого, изменчивого) развития моновольтинных чешуекрылых насекомых, который позволяет усовершенствовать традиционную систему «точечного» (на пробных площадях) лесопатологического надзора, повысить точность прогноза состояния популя-

ций и эффективность регулирования их численности за счет использования динамических порогов ускользания от факторов смертности.

Этологические реакции через ряд лет замедленной положительной связи и адаптивным контролем, приводят к изменению численности популяций. Морфометрический и аллометри-ческий полиморфизм определяют специфику пространственной структуры популяций и динамику их численности.

В течение градационного цикла развития насекомых наблюдается варьирование индивидуального развития лесных фитофагов, его продолжительность, изменяются важнейшие попу-ляционные показатели или наблюдается их генерационная, градационная гетерогенность (неоднородность). Максимальные сроки развития всех стадий онтогенеза отмечаются в фазе кризиса (деградации) массового размножения. Минимальные сроки индивидуального развития характерны для начального периода градационного цикла - фазы нарастания численности или продромальной фазы.

Даже на ограниченной части ареала, например, непарного шелкопряда можно встретить внутри популяционные группы насекомых, находящиеся на разных фазах градационного цикла (Чугунин,1949; Марков,1998,2001).

Не завершив полный цикл градационного развития, не пройдя исторически обусловленные этапы филогенеза, популяция не способна сформировать очередную вспышку массового размножения.

Дихотомия двух жизненных стратегий г и К-отбора, в свете новых данных, рассматриваются на ограниченных отрезках тех или иных фаз градационного цикла как временная тактика популяции, которая за весь цикл развития объединяет эти два противоположных направления отбора в стратегический континуум г/К-отбора на пути её эволюционного развития. Он представляет собой важный механизм гомеостаза биологических систем. Учитывая то обстоятельство, что К-стратегия означает «емкость» (несущую способность) окружающей среды становится естественным и закономерным выдвигаемый постулат о буферной зоне, как неотъемлемой составляющей функционирования экосистемы.

3) Эндогенные миграции. Из локальных очагов размножения насекомые мигрируют на небольшие расстояния внутри и между стациями задолго до их голодания без заметной гибели от паразитов и хищников. Из очагов с реализованным массовым размножением миграции происходят при сильной дефолиации крон деревьев и сопровождаются массовой смертностью фитофагов в центре размножения от паразитов и хищников, случайное действие которых нарушает динамическую стабильность биоценоза. Оказанное на родительское поколение давле -

ние собственной популяции или энтомофагов, потомство той же генерации или последующей «снимает», индуцируя миграцию или расщепление его на фракции с разной длительностью диапаузы, в том числе и многолетнюю. Эндогенные миграции глубинные и неоднозначные сущностные процессы регуляции популяционной динамики в отличие от поверхностного хорошо видимого явления гибели консументов от энтомофагов, поддерживают высокий уровень их стабильного динамического развития. В естественной среде оптимальная (эффективная) регуляция численности насекомых происходит при возможности реализации эндогенных миграций частью популяции на новые территории. Экзогенные или широкомасштабные миграции сродни действию случайных явлений (факторов), которые неправомерно ставить в один ряд с закономерными процессами динамики численности насекомых

4) Многолетняя факультативная эмбриональная диапауза. Затухание очагов носит внезапный характер за счет индуцирования длительной диапаузы. При этом происходит трансформация моноциклического типа развития на полициклический из-за доминирования в популяции особей развивающихся по многолетнему циклу. В результате плотность популяции и численность вредителя в насаждениях изменяется незначительно, но сильно изменяется структура популяции, в которой возрастает доля прошлогодних яиц, что ведет к деградации вспышки в одних случаях, и к быстрому восстановлению численности и образованию хронических, пульсирующих очагов из оставшегося запаса яиц, в других. Многолетняя эмбриональная диапауза играет роль, как стабилизирующего фактора, так и регулирующего и представляет собой одну из буферных систем регуляции динамики численности насекомых. Она «снимает» плотность популяции в одних случаях и компенсирует её потери, когда среда становится прогрессирующе неблагоприятной - в других. Явление длительной факультативной диапаузы означает, что перекрывание поколений у массовых видов лесных чешуекрылых становится правилом, и число потомков, производимых за время жизни родительской особи или «коэффициент размножения» служит недостаточно адекватной характеристикой развития популяции.

Предполагается, что изменение сроков диапаузы, в том числе индуцирование многолетней диапаузы, может быть одним из механизмов экологического и генетического контроля затухания вспышек массового размножения насекомых. Популяционная динамика определяется экологическими и генетическими факторами.

5) Поскольку популяция насекомых обладает большей устойчивостью чем среда, в которой она обитает, то между пределом ресурсов биоценоза и составляющим её элементом -популяцией насекомых, в силу гомеостаза и действия, специфических для каждого уровня

биологической организации закономерностей, имеет место буферная зона. В этой зоне система приближается к буфиркационному состоянию и сталкивается с дилеммой: выжить или погибнуть В буферной зоне происходит буфиркационное преобразование (раздвоение или метаморфоз при изменении параметров популяции) в отличие от всей совокупности точек на восходящей и нисходящей ветвях градационной кривой, в которых имеет место их адаптационное изменение. Полиморфизм и гетерогенность генерационного развития, пронизывая все фазы градационного цикла, представляют собой буферные механизмы регулирования размножения массовых лесных насекомых, которые сохраняют динамическое постоянство, как внутренней среды популяции, так и внешней, считая высокую плотность популяции внешним неблагоприятным условием для развития отдельных особей, иначе говоря, сохраняют гомео-стаз особи, популяции и сообщества. Буферные механизмы («медленный» и «быстрый» тип развития, ступенчатое снижение количества яиц и их массы, предотвращение неблагоприятных изменений среды за счет длительной диапаузы, экзогенных миграций и т.д) действуют как на клеточном, так и на уровне особи, популяции и биоценоза. Такую интерпретацию можно рассматривать как пример конвергенции двух возможных путей поддержания гомео-стаза: субоптимальной тактики одной системы способной действовать в широком диапазоне условий среды и создание специфических механизмов поддерживающих условия среды на относительно постоянном уровне, в которой действует оптимальная система.

Гомеостатические реакции, которые ещб недостаточно изучены у насекомых, могут частично «снимать» или нивелировать действие, обычно приписываемое конкурентным отношениям. Накопилось достаточно полевых и экспериментальных материалов, в которых принцип Гаузе неприменим. Его можно толковать как упрощенный эвристический подход, а не как закон природы Среди насекомых нет примеров, на которых можно показать экологические различия видов, обусловленные конкуренцией, и что степень их различия предсказуема.

Механизмы гомеостаза популяций и сообществ через их буферность и сигнальные стимулы (информационные биологические поля) позволяют регулировать численность и темпы размножения популяций в соответствии с наличием ресурсов и обеспеченности ими, предотвращая неблагоприятные изменения внешней среды.

Глава б . Усовершенствование стратегии и технологических решений по выявлению и подавлению массовых лесных насекомых

Развиваемые автором идеи о неднородности (индивидуальной, популяционной) или генерационной и градационной гетерогенности, о градационном цикле развития массовых лес

ных насекомых как закономерном процессе прохождения природными системами последовательно сменяющихся фаз развития, о дискретности популяции, являются обоснованием альтернативной (концепции «популяция - единица регулирования численности») стратегии управления численностью фитофагов. Подавление численности вредных лесных насекомых целесообразно вести с внутри популяционными формами (морфами), на небольших площадях отдельно взятых биотопов. Разработано природосберегающее технологическое решение (Марков, 1991) позволяющее реализовать стратегию «точечного», «интегрированного» подавления численности насекомых. Проведена серия работ по использованию рыжих лесных муравьев в биологической защите леса от вредных насекомых и экологическом мониторинге лесных экосистем (Марков,1987,1991,1998).

Сознавая, что эмпирические ограничения могут сделать формально безукоризненную теорию бесполезной, которая может представлять чисто академический интерес, понимая по роду деятельности важность их прикладного значения, мы пытались довести её положения до практически приемлемых технологических решений. Их использование позволяет своевременно выявлять и регулировать численность массовых лесных насекомых, значительно повысить эффективность лесохозяйственного производства, экологическую безопасность регионов и страны, надежность лесного карантина, снизить объёмы экологически опасной бессистемной неоправданно частой борьбы с растительноядными насекомыми:

1) На основе поведенческой особенности самок шелкопряда-монашенки скапливаются в местах экспонирования аттрактантных ловушек с диспарлюром, предназначенного для отлова самцов, предложен биологический метод определения заселенности насаждений шелкопрядом-монашенкой по количеству обнаруженных самок в зоне их агрегации в радиусе 100 м вокруг ловушек с диспарлюром.

2) Выявленное у шелкопряда-монашенки явление длительной эмбриональной диапаузы позволило разработать метод определения её состояния по массе яиц. Учет способности яиц к реактивации проводят весной путем предварительного визуального выделения жизнеспособных яиц и последующего их анализа по массе. При этом процент реактивации яиц массой 7092 мг определяют по формуле: У = 0,99 X + 8,97, процент реактивации в партии массой 4757 мг вычисляют по формуле:

У = 3,37Х-153,51, где Х-масса 100 яиц в мг, а У - процент реактивирующих яиц. Процент реактивации партии яиц массой 58-69 мг определяют по количеству отродившихся гусениц, подвергая яйца инкубации, а в партии массой менее 46 мг яйца практически не жизнеспособны (реактивирует 0 -2,1%)

3) Найдено практическое решение использованию полового аттрактанта диспарлюра для борьбы с непарным шелкопрядом. Для этого на защищаемой площади клеевые ловушки с диспарлюром размешают группами из 6-7 ловушек с концентрацией диспарлюра 50 мг в резервациях непарного шелкопряда в продромальной фазе градационного цикла в течение не менее 3-х лет на площадках до 0,1 га, располагая площадки на расстоянии до 300 м одна от другой. Подавление его численности достигается за счет того, что в зонах биофизического эффекта площадок стимулируют агрегацию самок, нарушают миграционную активность насекомых, с помощью которой в обычных условиях фитофаги избегают массовой гибели от эн-томофагов путем выселения (миграций) из перенаселенных в менее заселенные насаждения. Это приводит к массовому, синхронизированному с циклом развития жертвы, размножению паразитов и хищников, которые подавляют скопившихся вокруг ловушек непарного шелкопряда, предотвращая реализацию его эруптивного размножения и объедание насаждений.

4) Разработано технологическое решение по определению продромальной фазы градационного цикла непарного шелкопряда - размещение аттрактантных ловушек в поднадзорной территории в межвспышечный период, учет отловленных насекомых и последующее определение роста численности вредителя по изменению количества отлавливаемых особей. Способ отличается от известных тем, что аттрактантные ловушки размещают, чтобы зоны их действия перекрывали выявленные места обитания непарного шелкопряда, а о наступлении продромальной фазы в развитии популяции судят по снижению количества отлавливаемых насекомых не менее чем на 50% в сравнении с предыдущим годом. Сущность изобретения основана на впервые установленном для продромальной фазы градационного цикла развития непарного шелкопряда, процесс трансформации положительной связи количества отлавливаемых ловушками насекомых с плотностью популяции шелкопряда нарушается, а численность вредителя в насаждении увеличивается. Этот уровень заселенности соответствует продромальной фазе градационного цикла и в теории катастроф, именуется проблемой бифуркаций.

Для понимания микроэволюционного процесса и регулирования численности насекомых в природных условиях недостаточно краткосрочных исследований и данных, получаемых при изучении лабораторных популяций и/или построения математических моделей. Модели должны быть доведены до практически приемлемых результатов и/или построения на их основе поисковых гипотез.

Исследования автора дают фактический материал для совершенствования концептуальной основы изучения динамики популяций массовых видов лесных насекомых и совершенствования стратегии подавления (ограничения) их численности в лесных экосистемах.

Выводы

1. Продолжительность генерационного и градационного развития массовых лесных насекомых связана с фазами их развития и с плотностью популяции. Минимальные сроки развития наблюдаются в период подъема численности, максимальные - при деградации массового размножения.

2. Неодновременное, «растянутое» развитие особей в популяции можно рассматривать как адаптивные миграции во времени. Часть популяции, задержавшаяся в развитии, избегает гибели в стрессовый период при сильной дефолиации от бескормицы, химического прессинга при обработке очагов, что влияет на эффективность применения пестицидов, избегает гибели от паразитов и хищников и преодолевает фенологическую асинхронность кормовой породы.

3. Гетерогенность популяции по срокам развития при определенных условиях трансформируется в экзогенные миграции, а у особей обладающих наименьшей локомоторной активностью, в диапаузу разной продолжительности. Совокупность этих процессов составляет принцип лабильного развития моновольтинных чешуекрылых насекомых.

4. Гетерогенность популяций включает дихотомию жизненных «стратегий» г и К - отбора на ограниченных отрезках тех или иных фаз градационного цикла, а за весь цикл развития она преобразуется в стратегический континуум г/К - отбора. Гетерогенная структура массовых лесных насекомых связана с изменчивостью сезонных и жизненных циклов их онтоге-незов - с «быстрым» и «медленным» (растянутым) развитием, явлением факультативной эмбриональной диапаузы разной продолжительности. При гетерогенной структуре популяции происходит как бы распределение общего ресурса, потребность в кормовых ресурсах, условно депонируется, трофические потребности у части популяции бывают отложены. Это позволяет избежать или снять остроту конкурентных отношений. Исследования показывают условность деления массовых лесных насекомых на фенологические группы.

5. Вспышки массового размножения лесных насекомых в локальных биотопах протекают в соответствии с законом последовательного прохождения фаз развития природными системами. На ограниченной части их ареала можно встретить внутри популяционные группировки насекомых, находящиеся на разных фазах градационного цикла Их популяция дискретна.

6. Плодовитость состоит из двух неразрывно связанных между собой свойств - количество яиц и их массы. Их неправомерно противопоставлять друг другу и считать адаптациями в

разных направлениях. Численность — функция плотности популяции, плодовитость обладает определенными свойствами защищенности. Количество яиц может оставаться почти неизменным, но изменяется при этом их масса. Поэтому необходимо учитывать, как количественную строну при использовании коэффициента размножения и/или плодовитости, так и качественную составляющую - масса яиц.

8. В резервациях насекомые рассредоточены в локально агрегированных биотопах, которые находятся в «плавающем» положении, перемещаясь по их территории, создавая своеобразную «пятнистость» ареала и диссипативную экологическую структуру вида, которая выполняет функцию «демпфера», гасящего определенной величины волны размножения или увеличивают их амплитуду в процессе интерференции. Система локально неустойчивых дем, перемещаясь по территории, образуют относительно устойчивую пространственно-временную структуру.

9. Мигрировавшие насекомые не дают быстрого увеличения их численности в новых биотопах. Для реализации вспышки массового размножения на новом месте, видам с эруптивным типом динамики численности, необходимо пройти определенные подготовительные этапы. Очаги восстанавливаются из местных дем, субпопуляций и популяций за счет локальных миграций.

10. Установленное явление длительной эмбриональной диапаузы шелкопряда-монашенки, непарного шелкопряда и зеленой дубовой листовертки существенно изменяет динамику их численности и позволяет найти разгадку внезапного исчезновения вредителей из опустошаемых лесов, объясняет быстрое восстановление очагов, их хронический характер, а также избежать неоправданно частые опасные химические обработки леса. Многолетняя эмбриональная диапауза может играть роль как модифицирующего, так и регулирующего фактора.

11. В развитие теории динамики численности насекомых предложено понятие «буферная зона», которое представляет собой один из гомеостатических механизмов и «снимает» или ослабляет остроту конкурентных отношений и резко ограничивает область действия в природных популяциях принципа конкурентного вытеснения Гаузе. Абиотические (температура, обеспеченность кормом, широкомасштабные, экзогенные миграции) и биотические факторы (гетерогенность популяции, эндогенные миграции, многолетняя диапауза), их взаимодействие оказывают существенное влияние на экологические особенности и динамику численности насекомых. Предложена модифицированная теоретическая модель механизмов динамики численности массовых лесных насекомых, которая позволяет реализовать более эффективную стратегию регулирования динамики их численности и минимизировать нанесение ущерба окружающей внешней среде.

Научно-производственные предложения

Изменение пространственно-временных координат субпопуляции, её «плавающее» положение в резервации позволяет усовершенствовать традиционную систему «точечного» (на пробных площадях) лесопатологического мониторинга. Его необходимо дополнять маршрутными ходами, располагая их по всей территории вероятных миграций, а также используя сеть участков, на которых выявлены очаги размножения вредителей за последние 50 лет (Мар-ков,2004 г)

Для повышения эффективности защиты леса от вредных насекомых, сокращения неоправданно частого применения пестицидов, разработан и предложен производству комплекс природосберегающих технологий, защищенных авторскими свидетельствами и патентом. Он включает в себя: новые и усовершенствованные известные способы надзора с использованием аттрактантов (диспарлюра- цис-7,8-эпокси-2—метилоктадекан, препаративной формы листовертки АО-71, состав которой 142 ПАс -Марков,1981, 1988,1992), учета и определения состояния популяций фитофагов, в том числе и продромальной фазы градационного цикла развития (Марков, 1991; Марков, Викторов, 1996), интегрированный способ подавления численности вредных насекомых, используя половые аттрактанты в комплексе с энтомофагами, без применения пестицидов (Марков, 1993).

Ежегодный экономический эффект от практического использования результатов исследования в целом по Российской Федерации, учитываемый по прямым затратам на борьбу с вредными насекомыми, оценивается в 97,5 - 162,5 млн. руб.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Марков ВА Экология и динамика численности лесных насекомых Центральной России. Рязань. Изд-во РГПУ им. САЕсенина, 2004 г). Монография. 154 с.

2. Марков ВА Применение бактериальных и химических средств защиты растений // Лесное хозяйство. 1980, № 10.- С. 62-63.

3. Марков ВА Применение ловушек с диспарлюром // Зашита растений. 1981, № 1. - С.

37.

4. Марков ВА Использование аттрактантных ловушек // Лесное хозяйство. 1983, № 6.-С.57-58.

5. Марков ВА Выкармливание монашенки на питательных средах // Защита растений. 1984,№7.-С. 25.

6. Марков ВА Короед-дендроктон в лесах Рязанской области // Лесное хозяйство. 1985. № 9 . С. 59-60.

7. Марков ВА Учет яйцекладок шелкопряда-монашенки // Защита растений. 1986, № 6. -С. 43-М.

8. Марков ВА Многолетняя эмбриональная диапауза шелкопряда-монашенки // Материалы, докл. Всесоюзной науч.-тех. конференции. Достижения науки и передового производственного опыта защиты леса от вредителей и болезней. ВНИИЛМ. 27-29 ноября 1987. - С. 105-107.

9. Марков ВА Способ определения заселенности насаждений шелкопрядом-монашенкой. А. С. № 1428333 МКИ 4А 01 М 1/20. Бюл. Открытия и изобретения. 1988, №37. с. 26.

10. Марков В.А. Длительная эмбриональная диапауза непарного шелкопряда//Непарный шелкопряд: итоги и перспективы исследований. Материалы по Проекту 2 Советской национальной программы «Человек и биосфера» (МАЕ). Красноярск, 1988.- С. 13-14.

11. Марков В А Многолетняя эмбриональная диапауза шелкопряда-монашенки (Ьушяпйя шопясИя Ь.) // Зоол. журн. 1989. Т.67, № 1.-С. 52-59.

12. Марков В.А. Биология, экология, вредоносность шелкопряда-монашенки в лесах центра Европейской части СССР. Методы выявления и локализации еб очагов // Автореф. дисс. канд. биол. наук. Воронеж. 1990.- С. 18.

13. Марков В.А. Определение заселенности насаждений шелкопрядом-монашенкой с помощью диспарлюра // Лесное хозяйство.- 1991а) - № 6.- С.-53-54.

14. Марков ВА Совершенствовать учет муравейников // Лесное хозяйство.-1991 б).-№ 8. С.19-20.

15. Марков В.А. О причине гибели лесных культур на осушенных болотах / Вторая Всесо-юз.-науч. конференция «Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов» Ч.2. Тез. Докладов. М МЛТК 1991 в).- С.101-102.

16. Марков В.А. Способ определения состояния популяции шелкопряда-монашенки. А.С. № 1692447 МКИ А 01 К 67 / 00 // Бюл. Открытия и Изобретения.- 1991 г).- № 43.-с. 14.

17. Марков В.А. Длительная эмбриональная диапауза зеленой дубовой листовертки Tortrix viridana L.(Lepidoptera, Tortricidae) // Энтомол. обозрение.-1992.- Т. 71.- Вып.2. - С.314-333.

18. Марков В.А. Способ защиты растений от непарного шелкопряда. А. С. № 1813390 МКИ 5А 01 М 1/00. // Бюл. Изобретения.- 1993,- № 6.-с. 14.

19. Рекомендации по применению феромонов для надзора за хвое-и листогрызущими насекомыми. Федеральная служба лесного хозяйства России (соавтор) //. М.- 1993.- С. 18.

20. Марков В.А. О жизненном цикле короеда-дендроктона в лесах Рязанской области Тез. докладов 2-й Международной науч.-практич. конференции «Экология и охрана окружающей среды». 12-15 сентября 1995 г. Пермь. Ч. 2 - С. 87-88.

21. Марков В.А. Особенности поведения насекомых под воздействием синтетических феромонов // Лесное хозяйство.-199 5.- № 5. - С.48-49.

22. Марков В.А. Развитие шелкопряда-монашенки Lymantria monacha L.(Lepidoptera, Ly-mantriidae) в период нарастания ее численности // Энтомол. обозрение.-1995.-Т.74. -Вып.2.- С. 323-341.

23. Марков В.А., Викторов Л.А. Способ определения заселенности насаждений непарным шелкопрядом. Патент № 2070796 МКИ 6 АО 1 М 1/02 // Бюл. Изобретения.- 1996.- № 36. С. 142.

24. Марков В.А. Длительная эмбриональная диапауза и гетерогенность популяции непарного шелкопряда Ocneria dispar L.(Lepidoptera, Lymantriidae) пo срокам развития // Энтомол. обозрение. -1997.- Т.76.- Вып.1.- С. 56-80.

25. Марков В.А. О факторах динамики численности непарного шелкопряда // Науч. Тр. «Экология, мониторинг и рациональное природопользование». М.:МГУЛ. 1998 а).- Вып. 294(1) -С.-161-165.

26. Марков В.А. Мирмекологический мониторинг - метод индикации состояния лесных экосистем // Материалы 10 всесоюзного мирмекологического симпозиума «Муравьи и защита леса». Пешки 24-28 августа 1998 г. б) - С. 89-90.

27. Марков В.А. Об оценке лесовосстановления и повышении его эффективности // Лесное ХОЗЯЙСТВО.-1998 в)-№ 1. С. 10-11.

28. Марков В А. Миграция как фактор динамики численности насекомых // Зоол. журн.-1999.. Т.78.- Вып.1.- С. 49-56.

29. Марков В.А. Ивовая волнянка // Лесное хозяйство. -1999.- № 4.- С. 46.

30. Марков ВА. Определение продромальной фазы градационного цикла непарного шелкопряда // Материалы симпозиума «Биологические активные вещества в защите растений». Анапа 30 августа-4 сентября 1999 г.- С. 34-35. Санкт-Петербург.-1999 г.

31. Марков В А О миграциях зеленой дубовой листовертки: аналитическое исследование // Журнал общ. биологии.- 2000 а).- Т.61. Вып.2,- С.206-224.

32. Марков В.А. Способ защиты растений от непарного шелкопряда // Лесное хозяйство.-2000 6).-№3.-С51.

33. Марков В.А Гнезда муравьев рода Formica и геопатогенные зоны // Материалы X1 мирмекологического симпозиума «Муравьи и защита леса». Пермь.20-26 августа 2001 г. а)-

34. Марков ВА Мониторинг насекомых - одно из направлений лесного мониторинга. // Материалы международной научной конференции "Биологические ресурсы и устойчивое раз витие". Россия, Пущино Московской области. 29 октября-2 ноября 2001 г. Пущино. 2001 г. б) -Из-во НИА-Природа. - С. 149-150.

35. Марков В А Градационный цикл развития насекомых как процесс их филогенеза. // Материалы международной науч.-практической конференции «Лес - 2002». - Брянск 24-25 мая

2002 а)-С. 84-86.

36. Иванов Е.С., Марков ВА О лесокультурной практике и естественном возобновлении леса в Рязанской области // Лесное хозяйство.- 2002 б).- № 2. - С. 29-31.

37. Марков В А. Некоторые проблемы теории динамики численности насекомых и её развитие // Материалы докладов межвузовской научно-практической конференции 27-28 февраля

2003 года. Рязань.2003. а) - С. 98-102.

38. Марков ВА Определение продромальной фазы градационного цикла непарного шелкопряда / Лесной вестник. Вестник Московского государственного университета леса. М. МГУЛ. -2003 б). - № 3 (27). С. 184-186.

39. Марков ВА Факторы популяционной динамики насекомых // Лесное хозяйство. -2003. в).-№2. С. 48-49.

40. Марков В.А. Роль конкурентных отношений в популяционной динамике насекомых // Успехи современной биологии. 2004. № 2. С. 199-210.

С.52-53.

Марков Владимир Алексеевич (Россия) «Экология и динамика численности лесных насекомых Центральной России»

Рассматриваются проблемы биоэкологических особенностей и популяционной динамики массовых лесных насекомых, которые причиняют большой ущерб лесным экосистемам, как на территории Российской Федерации, так и лесам Рязанской области.

Приводятся результаты исследований закономерностей развития непарного шелкопряда [Lymantria (Ocneria) dispar L.], шелкопряда-монашенки (Lymantria monacha L.) и дубовой зеленой листовертки (Tortnx viridana L.) в лесах Рязанской и соседних областей. Анализируются данные по другим регионам Российской Федерации. Предложена модель механизмов регуляции численности, методы выявления и подавления массовых лесных насекомых.

V.A. Markov (Russia) Ecology dynamics of forest insects number in the Central Russia region The problems of bioecologrul peculiarities end populations dynamics of mass Kinds of forest insect, causing much harm to forest to-systems ofthe Russian Federation (RF) as well as to the ones in the Ryazan region are exam net. The research results regularity in evolution of Ocneria dispar L., Lymantria monacha L. end Tortrix viridana L. in the Ryazan region forest end neighbouring regions are presented. Data on other RF regions are also analyzed. The model of number regulation mechanisms along side with methods of detection end suppression of mass forest insects are offered.

Автор благодарен за консультации, советы и критические замечания зав. кафедрой экологии и защиты леса Московского государственного университета леса, док. биол. наук, академику РАН Е.Г. Мозолевской и док. биол. наук той же кафедры, профессору А.В. Голубеву.

Ряд идей, высказанных док. биол. наук Ф.Н. Семевским, во многом стимулировали полевые и лабораторные эксперименты по недостаточно изученным и дискуссионным вопросам, а также проверку математических моделей на фактическом материале исследований автора.

Автор благодарен за публикацию основных статей в журнале «Энтомологическое обозрение» его главному редактору, док. биол. наук Г. С. Медведеву.

Работа с синтетическими половыми феромонами стала возможна благодаря технической и методической поддержке канд. биол. наук В.Д.Бедного, П.А. Зубова и В.А. Семевской, за что выражаю им искреннюю признательность.

В определении видовой принадлежности энтомофагов шелкопряда-монашенки оказала содействие канд. биол. наук Л.Н. Хицова, за что автор ей благодарен.

Успешное завершение работы стало возможным благодаря помощи научного консультанта, док. с-х. наук, заведующего кафедрой ботаники, генетики и агробиологии, профессора Рязанского Государственного педагогического университета им. С.А Есенина Е С Иванова.

Лицензия ГОШ № 66-9 от 03 07 97 Подписано в печать « « 2004 г.

Формат бумаги 60x90 ''и бумага офсетная. Печать офсетная Заказ № Тираж 100

Отдел оперативной полиграфии Рязанского областного Комитета Государственной статистики

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Марков, Владимир Алексеевич

V ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. ПРИРОДНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РЯЗАНСКОЙ ОБЛ. И ЛЕСА

1.2. МЕТОДИКА И МАТЕРИАЛ ИССЛЕДОВАНИЙ.

ГЛАВА 2. ГЕТЕРОГЕННОСТЬ И ПОЛИМОРФИЗМ ПО ЖИЗНЕННОМУ И

ГРАДАЦИОННОМУ ЦИКЛАМ РАЗВИТИЯ МОНОВОЛЬТИННЫ ЧЕШУЕКРЫЛЫХ

НАСЕКОМЫХ.

2.1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

2.2. ФЕНОЛОГИЯ КОРМОВЫХ ПОРОД И ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЖИЗНЕННОГО И ГРАДАЦИОННОГО ЦИКЛА ШЕЛКОПРЯДА-МОНАШЕНКИ.

2.3. МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕТЕРОГЕННОСТЬ ПОПУЛЯЦИИ ШЕЛКОПРЯДА-МОНАШЕНКИ ПО СРОКАМ РАЗВИТИЯ.

Ц 2.4. ПОЛИМОРФИЗМ ПОПУЛЯЦИИ ШЕЛКОПРЯДА-МОНАШЕНКИ ПО

ОКРАСКЕ БАБОЧЕК.

2.5. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕТЕРОГЕННОСТЬ ПОПУЛЯЦИИИ НЕПАРНОГО ШЕЛКОПРЯДА ПО ЖИЗНЕННОМУ И ГРАДАЦИОННОМУ ЦИКЛУ.

2.6. ПОЛИМОРФИЗМ ПОПУЛЯЦИИ НЕПАРНОГО ШЕЛКОПРЯДА ПО ОКРАСКЕ ГУСЕНИЦ.

2.7. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕТЕРОГЕННОСТЬ ПОПУЛЯЦИИ ДУБОВОЙ ЗЕЛЕНОЙ ЛИСТОВЕРТКИ ПО ЖИЗНЕННОМУ И ГРАДАЦИОННОМУ ЦИКЛУ.

2.8. ОСОБЕННОСТИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА, ФЕНОЛОГИЧЕСКАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ « ТРОФИЧЕСКОГО РЕСУРСА И РАЗНОКАЧЕС-ТВЕННОСТЬ ОСОБЕЙ В ПОПУЛЯЦИИ

ЛИСТОВЕРТКИ.

2.9. РЕЗЮМЕ.

ГЛАВА 3. МИГРАЦИИ КАК ФАКТОР ДИНАМИКИ ЧИСЛЕННОСТИ МАССОВЫХ ВИДОВ

ЛЕСНЫХ НАСЕКОМЫХ

3.1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

3.2. МИГРАЦИИ НА ПРОДРОМАЛЬНОЙ И ЭРУПТИВНОЙ ФАЗАХ ГРАДАЦИОННОГО ЦИКЛА НЕПАРНОГО ШЕЛКОПРЯДА И ИССКУСТВЕННО НАРУШЕНИЕ РЕАЛИЗАЦИИ ВСПЫШКИ.

3.3. РАДИУС РЕПРОДУКТИВНОЙ И ПОРОГИ МИГРАЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ НАСЕКОМЫХ В РАЗЛИЧНЫХ МЕСТООБИТАНИЯХ.

3.4. ВЛИЯНИЕ КОРОВОГО СУБСТРАТА НА РАЗВИТИЕ НЕПАРНОГО ШЕЛКОПРЯДА

И ЕГО МИГРАЦИИ.

3.5. ЛОКАЛЬНЫЕ ЭНДОГЕННЫЕ И ШИРОКОМАСШТАБНЫЕ МИГРАЦИЯ И ИХ РОЛЬ В ДИНАМИКЕ ЧИСЛЕННОСТИ НЕПАРНОГО ШЕЛКОПРЯДА

3.6. МИГРАЦИИ ШЕЛКОПРЯДА-МОНАШЕНКИ ИЗ ПЕРВИЧНЫХ И ВТОРИЧНЫХ ОЧАГОВ.

3.7. МИГРАЦИИ ДУБОВОЙ ЗЕЛЕНОЙ ЛИСТОВЕРТКИ

3.8. ИЗУЧЕННОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

3.9. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.10. ОСОБЕННОСТИ ПРИРОДНОГО ПРОЦЕССА МИГРАЦИЙ И ЕГО ФОРМАЛИЗАЦИЯ „

3.11. РЕЗЮМЕ

ГЛАВА 4. ДЛИТЕЛЬНАЯ ФАКУЛЬТАТИВНАЯ ЭМБРИОНАЛЬНАЯ ДИАПАУЗА МОНОВОЛЬТИННЫХ ЧЕШУЕКРЫЛЫХ НАСЕКОМЫХ

4.1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

4.2. ДЛИТЕЛЬНАЯ ЭМБРИОНАЛЬНАЯ ДИАПАУЗА ШЕЛКОПРЯДА-МОНАШЕНКИ (LYMANTRIA MONACHA L .LEPIDOPTERA , LYMANTRIIDAE).

4.2.1. ИЗУЧЕННОСТЬ ВОПРОСА

4.2.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ЯВЛЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭМБРИОНАЛЬНОЙ ДИАПАУЗЫ

4.2.3. НЕКОТОРЫЕ ПРИЗНАКИ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭМБРИОНАЛЬНОЙ ДИАПАУЗЫ.

4.2.4. ПРИЧИНЫ МНОГОЛЕТНЕЙ ПОЗДНЕЭМБРИОНАЛЬНОЙ ДИАПАУЗЫ

И ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ В ДИНАМИКЕ ЧИСЛЕННОСТИ ШЕЛКОПРЯДА-МОНАШЕНКИ.

4.3. ДЛИТЕЛЬНАЯ ЭМБРИОНАЛЬНАЯ ДИАПАУЗА ДУБОВОЙ ЗЕЛЕНОЙ ЛИСТОВЕРТКИ.

4.3.1. ИЗУЧЕННОСТЬ ВОПРОСА.

4.3.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ЯВЛЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭМБРИОНАЛЬНОЙ ДИАПАУЗЫ ЛИСТОВЕРТКИ

4.3.3. ПРИЧИНЫ ИЮЛЬ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭМБРИОНАЛЬНОЙ ДИАПАУЗЫ В ДИНАМИКЕ ЧИСЛЕННОСТИ ДУБОВОЙ ЛИСТОВЕРТКИ.

4.4. ДЛИТЕЛЬНАЯ ЭМБРИОНАЛЬНАЯ ДИАПАУЗА НЕПАРНОГО

ШЕЛКОПРЯДА.

4.4.1. ИЗУЧЕННОСТЬ ВОПРОСА

4.4.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ДЛИТЕЛЬНОЙ ФАКУЛЬТАТИВНОЙ ЭМБРИОНАЛЬНОЙ ДИАПАУЗЫ НЕПАРНОГО ШЕЛКОПРЯДА.

4.4.3. ОСОБЕННОСТИ ГРАДАЦИОННОГО ЦИКЛА В СВЯЗИ С ИНДУЦИРОВАНИЕ МНОГОЛЕТНЕЙ ЭМБРИОНАЛЬНОЙ ДИАПАУЗЫ

4.4.4 ДИАГНОСТИКА СУПЕРДИАПАУЗЫ НЕПАРНОГО ШЕЛКОПРЯДА

4.5. РЕЗЮМЕ.

ГЛАВА 5. НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ ДИНАМИКИ ЧИСЛЕННОСТИ НАСЕКОМЫХ И ЕЕ РАЗВИТИЕ

5.1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

5.2. РОЛЬ КОНКУРЕНТНЫХ ОТНОШЕНИЙ В ДИНАМИКЕ ЧИСЛЕННОСТИ НАСЕКОМЫХ.

5.2.1. МНОГОЗНАЧНОСТЬ ПОНЯТИЯ -КОНКУРЕНЦИЯ".

5.2.2. СОСУЩЕСТВОВАНИЕ И ПРИНЦИП КОНКУРЕНТНОГО ВЫТЕСНЕНИЯ (ИСКЛЮЧЕНИЯ).

5.2.3. ВНУТРИВИДОВАЯ КОНКУРЕНЦИЯ

5.3. ПРИКЛАДНЫЕ ВОПРОСЫ КОНЦЕПЦИИ ГОМЕОСТАЗА В ПОПУЛЯЦИОННОЙ ДИНАМИКЕ НАСЕКОМЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ВВЕДЕНИЯ ПОНЯТИЯ «БУФЕРНАЯ ЗОНА».

5.4. РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ДИНАМИКИ ЧИСЛЕННОСТИ МАССОВЫХ ЛЕСНЫХ НАСЕКОМЫХ. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ДЕЙСТВИЯ МЕХАНИЗМОВ, РЕГУЛИРУЮЩИХ ИХ ПЛОТНОСТЬ ПОПУЛЯЦИИ.

5.5. РЕЗЮМЕ.

ГЛАВА 6. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СТРАТЕГИИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ВЫЯВЛЕНИЮ И ПОДАВЛЕНИЮ МАССОВЫХ ЛЕСНЫХ НАСЕКОМЫХ.

6.1. ПРАКТИКА ХИМИЧЕСКОЙ БОРЬБЫ С ВРЕДИТЕЛЯМИ ЛЕСА.

6.2. ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛОВЫХ ФЕРОМОНОВ ДЛЯ НАДЗОРА, ПРОГНОЗА И

БОРЬБЫ С ВРЕДНЫМИ ЛЕСНЫМИ НАСЕКОМЫМИ.

6.2.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАСЕЛЕННОСТИ НАСАЖДЕНИЙ ШЕЛКОПРЯДОМ-МОНАШЕНКОЙ.

6.2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ПОПУЛЯЦИИ ШЕЛКОПРЯДА-МОНАШЕНКИ

6.2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАСЕЛЕННОСТИ НАСАЖДЕНИЙ НЕПАРНЫМ ШЕЛКОПРЯДОМ

6.2.4. СПОСОБ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ ОТ НЕПАРНОГО ШЕЛКОПРЯДА.

6.3. РЕЗЮМЕ

ВЫВОДЫ И НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экология и динамика численности лесных насекомых Центральной России"

Актуальность темы. Работа посвящена изучению мало известных или недостаточно разработанных вопросов популяционной экологии массовых лесных насекомых и совершенствованию системы управления их численности. Эта группа дендрофильных насекомых по частоте проявления и масштабу вспышек массового размножения в лесах, по своей биологической значимости и вредоносности, по соответствующей этому разнообразию и числу посвященных им отечественных и иностранных исследований и публикаций, не имеет себе равных. Несмотря на последнее обстоятельство, а также в связи со сложностью самой проблемы управления численностью популяций лесных фитофагов, до сих пор не удается удовлетворительное её решение, следствием чего являются периодически возникающие в разных географических районах и действующие на огромных площадях их очаги, и связанные с ними существенные экологические и экономические потери.

Как известно, эффективная системы защиты растений от вредных организмов любой систематической и экологической принадлежности может функционировать при выполнении следующих условий: 1- наличии надежной системы надзора, учета и прогноза динамики популяций этих организмов, 2 — обоснованном и взвешенном подходе к выбору и назначению мероприятий при угрозе их высокой численности, наличии совокупности критериев и приоритетов при принятии решений, 3 — при наличии в распоряжении практиков эффективных методов и средств снижения численности вредных организмов и защиты растений от их повреждений. Такие системы включают в себя всестороннее знание биологии и динамики популяций вредных организмов, и владение огромным разнообразием входящих в них вопросов. Выбор наиважнейших из них и стремление к их совершенствованию и углубленному изучению требуют большого и разнообразного эмпирического материала, длительного периода наблюдений и хозяйственно значимых природных модельных объектов.

1 В качестве модельных объектов были взяты три типичные для хвойношироколиственных лесов Европейской России вида — непарный шелкопряд [Lymantria (Ocneria) dispar L.], шелкопряд-монашенка (Lymantria monacha L.) и зеленая дубовая листовертка (Tortrix viridana L). Общим для них является принадлежность к фенологической группе весенних и весенне-летних видов, моновольтинность, зимовка на фазе яйца, обязательная эмбриональная диапауза, высокая степень вредоносности в связи с частотой проявления и масштабностью вспышек массового размножения в лесах с преобладанием главных лесообразующих пород хвойно-широколиственных лесов Средней России - сосны, ели, дуба и березы. Общим для них является также их достаточно хорошая изученность, позволяющая широко использовать и интерпретировать многочисленные литературные материалы, привлекая их к решению поставленных в диссертационной теме вопросов и подкрепляя ими собственные эмпирические данные.

Площадь очагов этих видов в лесах Рязанской обл. за период исследований (с 1940 по 2000 гг.) достигла в отдельные годы у непарного шелкопряда до 242,6 тыс. га (1959 г.), у шелкопряда-монашенки свыше 15 тыс. га (1978 г.) и у зеленой дубовой листовертки до 28,9 тыс. га (1971 г.). Соответственно масштабу очагов в те или иные годы проводились активные истребительные мероприятия против них на площади от 127 до 107 тыс. га (в 1958-1959 гг.) против непарного шелкопряда, на площади 18.2 тыс. га (в 1966 г.) против дубовой зеленой и боярышниковой листоверток и 15 тыс. га (в 1978 г.) против шелкопряда-монашенки. Несмотря на хорошую изученность названных видов и наличие достаточно хорошо отработанных средств и методов защиты леса в их очагах, на практике их использование часто оказывается мало эффективным. Это было связано не только с несовершенством рекомендуемых методов и 41 средств защиты или с нарушением технологии применения, но и с недостаточной изученностью биоэкологических особенностей популяций этих видов, опосредованно связанной с гетерогенностью (полиморфизмом) популяций по ряду признаков, по - разному проявляющейся в процессе прохождения ими градационных фаз. Производственный характер деятельности автора и многолетний период исследований сделали возможным и необходимым принимать конкретные решения о целесообразности назначения защитных мероприятий и анализировать их результаты, принимать участие в апробации и оценивать на практике эффективность применения как уже имеющихся, так и новых методов и средств активной защиты насаждений от повреждений.

Актуальность темы продиктована необходимостью выхода из кризиса, создавшегося из-за противоречия между мощью современных пестицидов и недостаточным теоретическим обоснованием их разумного применения, в основе которого должно лежать углубленное знание закономерностей онтогенетического развития организмов и многолетней динамики их популяций на протяжении градационного цикла.

Цель и задачи исследования. Цель исследований заключается в изучении на территории Рязанской и соседних областей экологии и биологических особенностей популяций трех наиболее распространенных и хозяйственно опасных в хвойно-широколиственных лесах Европейской части России видов чешуекрылых насекомых на разных фазах их градационных циклов и в дополнении представлений о закономерностях и механизмах динамики их численности и вспышках их массового размножения. На этой основе разработать альтернативные стратегии управления их численностью с применением существующих, усовершенствованных и новых методов и средств.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи: 1. Изучить особенности развития вспышек массового размножения трех наиболее распространенных и значимых видов чешуекрылых насекомых в лесах Рязанской области, изучить их популяционные показатели;

2. Экспериментально обосновать гетерогенность и полиморфизм популяции на протяжении жизненного и градационного циклов развития трех модельных видов насекомых;

3. Изучить роль миграций этих видов насекомых на разных этапах развития вспышек их массового размножения, определить перемещение и развитие их очагов и дать их биоэкологические характеристики;

4. Исследовать проявление многолетней эмбриональной факультативной диапаузы модельных видов и определить роль этого явления в динамике популяций;

5.Разработать альтернативную стратегию управления численностью популяций массовых лесных насекомых на основании создания модифицированной теоретической схемы их динамики численности, включающую усовершенствование методов контроля численности с использованием половых аттрактантов и разработку новых способов прогноза динамики популяций и подавления численности насекомых.

Научная новизна. Впервые установлена неоднородная (гетерогенная) структура популяций чешуекрылых насекомых, которая включает в себя особей с «быстрым» и «медленным» типом развития. Обнаружено, что их биология развития за градационный цикл реализуется в адаптивном стратегическом континууме двух направлений отбора (жизненных г и К-стратегий). Показано изменение по фазам градационного цикла структуры и жизнеспособности популяций.

Установлены биоэкологические особенности развития популяций массовых видов насекомых: существование латентного периода в их развитии, за который они не способны увеличит свой биопотенциал до величины хозяйственно ощутимого ущерба.

Вспышки массового размножения протекают в соответствии с филогенетическим законом последовательного прохождения сменяющихся фаз развития биосистем. Выявленная закономернось служит теоретической основой для практики локального подавления численности вредных насекомых и ограничения, широкомасштабных мер борьбы с ними.

Показано, что широкомасштабные (экзогенные) миграции насекомых носят случайный, а не закономерный характер. Для непарного шелкопряда и шелкопряда-монашенки впервые определены минимальная площадь местообитания и радиус репродуктивной активности.

В местах длительного экспонирования синтетического аттрактанта диспарлюра, предназначенного для отлова самцов, установлено индуцирование поведенческих особенностей насекомых, в которых происходит агрегация самок.

Предложена модифицированная теоретическая схема регуляции численности насекомых, основанная на выявленных в ходе исследований закономерностях и нетрадиционных факторах популяционной динамики.

На защиту выносятся следующие положения: 1. Экспериментальные и теоретические доказательства ранее неизвестного у шелкопряда-монашенки, непарного шелкопряда и дубовой зеленой листовертки явления длительной эмбриональной факультативной диапаузы; 2. Экологическая поливалентность в форме гетерогенности и полиморфизма популяции в пределах генерационного и градационного циклов развития моновольтинных чешуекрылых насекомых с эруптивным типом динамики численности; 3. Экспериментальные и теоретические доказательства роли эндогенных и экзогенных миграций в динамике их численности; 4. Модифицированная теоретическая модель динамики численности массовых лесных насекомых; 5. Новые способы определения заселенности насаждений, состояния популяций и способы подавления массовых лесных насекомых.

Практическая ценность работы. На основании выявленных биоэкологических особенностей и закономерностей развития вспышек массового размножения лесных насекомых предотвращены химические обработки лесов Рязанской обл. в 1979, 1983, 1988 и 1998 гт. Часть результатов исследований вошла в «Рекомендации по применению феромонов для надзора за хвое- и листогрызущими насекомыми» Федеральной службы лесного хозяйства России (1993), и послужила основой для изобретений: «Способ определения заселенности насаждений шелкопрядом-монашенкой» № 1428333, «Способ определения состояния популяции шелкопряда-монашенки» № 1892447, «Способ защиты растений от непарного шелкопряда» № 18113390 и «Способ определения заселенности насаждений непарным шелкопрядом» Патент Российской Федерации № 2070796.

Апробация работы. Основные положения диссертации, результаты и практические рекомендации обсуждались на Всесоюзной научно-технической конференции « Достижения науки и передового опыта защиты леса от вредителей и болезней» (Москва, 1987), «Непарный шелкопряд: итоги и перспективы исследований» в Материалах по Проекту 2 Советской национальной программы «Человек и биосфера» (МАБ) (Красноярск, 1988), на ежегодных научно-технических конференциях Московского государственного университета леса (Москва, 1989,1997), на Всесоюзной научно-практической конференции «Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов» (Москва,1994), на X и XI симпозиумах «Муравьи и защита леса» ( Пешки Московская область, 1998, Пермь,2001), симпозиуме «Использование феромонов и других биологически активных веществ в защите и карантине растений» (Анапа,1999), республиканской научной конференции «Экология и социальногигиенические аспекты окружающей среды» (Рязань,2001), на международной научной конференции «Биологические ресурсы и устойчивое развитие» (Пущино Московской области,2001), международная научно-практическая конференция «Лес-2002» (Брянск, 2002 г), на межвузовской научно-практической конференции «Ботаника, экология, сельское хозяйство» 27-28 февраля 2003 г. (Рязань,2003).

Внедрение. Из четырех изобретений одно внедрено в производство. Результаты полевых исследований послужили основой для организации сети участков производственного лесоэнтомологического мониторинга за шелкопрядом-монашенкой, зеленой дубовой листоверткой и непарным шелкопрядом. Разработанные методики определения заселенности насаждений, состояния популяций непарного шелкопряда, шелкопряда-монашенки, зеленой дубовой листовертки и технологии подавления численности непарного шелкопряда использованы в лесохозяйственном производстве Рязанской области в 1979, 1986, 1987, 1989, 1998, что позволило отказаться от авиационных (наземных) обработок лесов инсектицидами на общей площади 3,62 тыс. га с затратами 27,4 тыс. руб (в ценах, действовавших на годы составления проектов).

Личный вклад автора состоит в исследовательской и практической работе по защите лесного фонда Рязанской обл. от хозяйственно опасных массовых видов лесных насекомых. Получены эмпирические и теоретические результаты, характеризующие вспышки размножения модельных видов насекомых, изменение их популяционных показателей и структуры популяций на разных фазах градационного цикла на изучаемой территории. Личный вклад автора состоит также в обработке и анализе собранного материала, его обобщении, в практическом использовании результатов исследований путем непосредственного участия в ликвидации очагов непарного шелкопряда, шелкопряда-монашенки и зеленой дубовой листовертки с 1975 по 2002 гг., производственной проверке новых методов и средств защиты растений. Автором разработана система технологических решений по выявлению и подавлению численности непарного шелкопряда и шелкопряда-монашенки, защищенных тремя авторскими свидетельствами и Патентом, предложена концептуальная модель регуляции численности массовых лесных насекомых.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 40 печатных работах, включая материалы четырех изобретений и монографию.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 351 страницах и состоит из введения, 6 глав, выводов и научно-производственных рекомендаций, списка литературы из 461 наименования, включает 53 таблицы, 18 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Марков, Владимир Алексеевич

310 Выводы

1. Продолжительность генерационного и градационного развития массовых лесных насекомых связана с фазами их развития и с плотностью популяции. Минимальные сроки развития наблюдаются в период подъёма численности, максимальные - при деградации массового размножения.

4. Гетерогенность популяций включает дихотомию жизненных «стратегий» г и К - отбора на ограниченных отрезках тех или иных фаз градационного цикла, а за весь цикл развития она преобразуется в стратегический континуум г/К — отбора. Гетерогенная структура массовых лесных насекомых связана с изменчивостью сезонных и жизненных циклов их онтогенезов - с «быстрым» и «медленным» (растянутым) развитием, явлением факультативной эмбриональной диапаузы разной продолжительности. При гетерогенной структуре популяции происходит как бы распределение общего ресурса, потребность в кормовых ресурсах, условно депонируется, трофические потребности у части популяции бывают отложены. Это позволяет избежать или снять остроту конкурентных отношений. Исследования показывают условность деления массовых лесных насекомых на фенологические группы.

6. Плодовитость состоит из двух неразрывно связанных между собой свойств — количество яиц и их массы. Их неправомерно противопоставлять друг другу и считать адаптациями в разных направлениях. Численность - функция плотности популяции, плодовитость обладает определенными свойствами защищенности. Количество яиц может оставаться почти неизменным, но изменяется при этом их масса. Поэтому необходимо учитывать, как количественную строну при использовании коэффициента размножения и/или плодовитости, так и качественную составляющую — масса яиц.

7. Только после восстановления и нормализации пороговых значений популяционных показателей следует ожидать увеличения численности последующих поколений. У непарного шелкопряда в экологических условиях Рязанской области наблюдается 6-7-летний латентный период, в течение которого вид не способен увеличить свой биологический потенциал до хозяйственно ощутимого ущерба. Не завершив полный цикл градационного развития, не пройдя последовательно сменяющиеся фазы филогенеза, популяция не способна сформировать очередную вспышку массового размножения. 8. В резервациях насекомые рассредоточены в локально агрегированных биотопах, которые находятся в «плавающем» положении, перемещаясь по их территории, создавая своеобразную «пятнистость» ареала и диссипативную экологическую структуру вида, которая выполняет функцию «демпфера», гасящего определенной величины волны размножения или увеличивают их амплитуду в процессе интерференции. Система локально неустойчивых дем, перемещаясь по территории, образуют относительно устойчивую пространственно-временную структуру.

И. В развитие теории динамики численности насекомых предложено понятие «буферная зона», которое представляет собой один из гомеостатических механизмов и «снимает» или ослабляет остроту конкурентных отношений и резко ограничивает область действия в природных популяциях принципа конкурентного вытеснения Гаузе. Абиотические (температура, обеспеченность кормом, широкомасштабные, экзогенные миграции) и биотические факторы (гетерогенность популяции, эндогенные миграции, многолетняя диапауза), их взаимодействие оказывают существенное влияние на экологические особенности и динамику численности насекомых. Предложена модифицированная теоретическая модель механизмов динамики численности массовых лесных насекомых, которая позволяет реализовать более эффективную стратегию регулирования динамики их численности и минимизировать нанесение ущерба окружающей внешней среде.

Научно-производственные предложения Изменение пространственно-временных координат субпопуляции, её «плавающее» положение в резервации позволяет усовершенствовать традиционную систему «точечного» (на пробных площадях) лесопатологического мониторинга. Его необходимо дополнять маршрутными ходами, располагая их по всей территории вероятных миграций, а также используя сеть участков, на которых выявлены очаги размножения вредителей за последние 50 лет (Марков,2004 г)

Для повышения эффективности защиты леса от вредных насекомых, сокращения неоправданно частого применения пестицидов, разработан и предложен производству комплекс природосберегающих технологий, защищенных авторскими свидетельствами и патентом. Он включает в себя: новые и усовершенствованные известные способы надзора с использованием аттрактантов (диспарлюра- цис-7,8-эпокси-2—метилоктадекан, препаративной формы листовертки АО-71, состав которой 14Z 11Ас -Марков,1981, 1988,1992), учета и определения состояния популяций фитофагов, в том числе и продромальной фазы градационного цикла развития (Марков, 1991; Марков, Викторов, 1996), интегрированный способ подавления численности вредных насекомых, используя половые аттр акт анты в комплексе с энтомофагами, без применения пестицидов (Марков, 1993).

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Марков, Владимир Алексеевич, Рязань

1. Бедный В.Д. Технология применения диспарлюра в лесозащите. Кишинев.

2. Биологическая борьба с вредными насекомыми и сорняками. Под ред. Де Баха.

3. М.: Колос. 1968.616 с. Биологические ритмы. Под ред Ашофф Ю. М,;Мир.1984. Т. 1,2. 262 с, 412 с Бигон М., Харпер Дж., Таунсед К. Экология. Особи, популяции и сообщества.

4. М.: Мир. 1989. Т.2 478 с. Бисерова Н.Ф. Борьба с вредными насекомыми / Лесное хозяйство Куйбышевской области. Куйбышев.:Куйбышевское кн-е изд-во. 1968. С.127-141

5. Бондаренко Н.В. Некоторые экологические основы борьбы с тетраниховыми клещами в СССР // Тр. У 11 Европейск. акарол. симпозиума (Варшава, 1517 сент.1970 г.). С.263-269.

6. Вавилов Н.И. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости //

7. Избранные труды. М.: Наука. 1965. Т.5. С. 179-222 Вальтер Г. Общая геоботаника. М.:Мир. 1982. С. 10

8. Варли Дж. К., Градуэлл Дж. Р., Хассел М.П. Экология популяций насекомых.

9. Журн. общ. биол. 1965. Т.26. Вып.1. С.43-55 Викторов Г.А. Управление численностью насекомых // Природа. 1973, № 11. С.2-15

10. Воронцов А.И. Шелкопряд-монашенка в сосновых лесах // Лесник и объездчик. 1957. № 8. С.23-25

11. Воронцов А.И. Очаги дубовой зеленой листовертки / Биологические основы защиты леса. М.: Высшая школа. 1963. С.186-188

12. Воронцов А.И. Биологические основы защиты леса. М.: Высшая школа. 1963. 324 с.

13. Воронцов А.И. Вспышки массового размножения непарного шелкопряда и их прогнозирование // Защита растений. 1958. № 2. С.35-37

14. Воронцов А.И. Патология леса. М.: Лесная промышленность. 1978.272 с.

15. Воронцов А.И. Биологическая защита леса. М.: Лесная промышленность. 1984. 264 с.

16. Воронцов А.И. Материалы по биологии и экологии зеленой дубовой листовертки // Вопросы защиты леса. Науч. тр. МЛТИ. 1974. С.35-37

17. Воронцов А.И., Каюкина И.А. Вспышка массового размножения рыжего соснового пилильщика в Хоперском заповеднике // Тр. Хоперского Гос. заповедника. Вып. 4. С.91-Ю4

18. Воронцов А.И., Ефремова В.А. Дубовая зеленая листовертка в дубравах Подмосковья // Вопросы защиты леса. Науч. тр. МЛТИ. 1969, Вып.25. С.115-124

19. Воронцов А.И. Некоторые проблемы лесозащиты / Сборник работ. Вопросы повышения продуктивности лесов. 1968. М.: Лесная промышленность. Вып. 17. С.42-53

20. Временная инструкция по надзору за непарным шелкопрядом и шелкопрядом-монашенкой с помощью диспарлюра. М.: Госкомлес. 1981.17 с.

21. Вшивкова Т.А. Трофическая обусловленность роста гусениц непарного шелкопряда. Автореф. дис. . канд. биол. наук. Красноярск.: ИЛид. 1984. 24 с.

22. Вшивкова Т.А. Энергетика питания и роста гусениц разных возрастов непарного шелкопряда // Журн. общ. биол. 1989. Т.50. № 1. С. 108-115

23. Галенович Е.Н. Ликвидируем очаги непарного шелкопряда // Защита растений от вредителей и болезней. 1958. № 1. С. 18-19

24. Гаузе Г.Ф. Математическая теория борьбы за существование и её применениек популяциям дрожжевых клеток // Бюл. МОЮТ. Отд. биол. 1934. Т.43. Вып.1. С.72-87

25. Грант В. Эволюционный процесс. Критический обзор эволюционных теории,

26. М.: Мир. 1991.488 с. Гримальский В .И. Устойчивость сосновых насаждений против хвоегрызущихвредителей. М.г Лесная промышленность. 1971.130 с.

27. Гудман Д. Демографический подход к жестко управляемым системам / Биология охраны природы.- М.: Мир.1983. С.198-224f>

28. Гримальский В.И., Марченко Я.И., Кудряшова Т. И. Влияние кормовых растений на развитие лесных фитофагов // Лесное хозяйство. 1992. №11. С.49-50

29. Гулий В.В., Голосова М.А. Вирусы в защите леса от вредных насекомых. М.:

30. Лесная промышленность. 1975. 167 с. Гурьянова Т.М. Значение диапаузы паразита Exenterus abruptoris

31. Энтомол. обозр. 1951. Т.31. Вып.3-4. С.382-386 Данилевский А.С., Бей-Биенко ГЛ. Дубовая листовертка (Tortrix viridana L.) и вопросы об устойчивости форм дуба к повреждениям // Уч. записки ЛГУ. 1958. С.61-76

32. Дарвин Ч. Происхождение видов. М.: Государственное из-восельскохозяйственной ли-ры. 1952. 483 с. Дарейчук З.С. Биология листогрызущих вредителей дуба в Прикарпатье //

33. Зацевич Д. Зимнее выкармливание и развитие непарного шелкопряда в лабораторных условиях в 1952/53 гг.// Реферативный журн. Биологи 1956. Реферат 44966

34. Ивашов А. В. Популяционные системы и их атрибуты // Журн. общ. биологии. 1987.Т.48,№5.С.614-625.

35. Идрисова. И. Г., Яфаева З.Ш. Фенология непарного шелкопряда в Башкирии /

36. Защита леса в Башкирии. Уфа. 1981. С.37-41 Ивашов А.В., Симчук А. Внутрипопуляционная генетическая изменчивость зеленой дубовой листовертки по протеазному локусу и ее связь с фенологией кормового растения // Журн. общ. биол. 1991. Т.52. № 2. С.239-248

37. Иноземцев А.А. Роль насекомоядных птиц в лесных биоценозах. JL: Изд-во

38. ЛГУ. 1978. С.204-225 Инсаров Г.Э., Семевский Ф.Н. Локальный и глобальный учет в защите леса //

39. Кеппен Ф.П. Вредные насекомые. Бабочки, двукрылые и полужесткокрылые

40. Т.З. СПб.,1883. 586 с. Келус О.Г. О роли кормовых растений в развитии непарного шелкопряда //

41. Кожанчиков В.И. Фауна СССР. Чешуекрылые. M.-JI. 1950 а. Т.12. С.1-213 365374

42. Кожанчиков В.И. Особенности зимовки и диапаузы непарного шелкопряда

43. Ocneria dispar L.) // Доклад АН СССР. 1950 б. Т.73. № 3. С.605-607 Кожанчиков В.И. Пищевая специализация и значение её в жизни насекомых //

44. Энтомол, обозр. 1951. Т.31, № 3-4. С.323-335 Кожанчиков В.И. К пониманию массовых размножений насекомых // Зоол.журн. 1953. Т.32. Вып.З. С. 195-206 Кожанчиков В.И. Методы исследования экологии насекомых. М.: Высшая школа. 1961. 286 с.

45. Колесниченко М.В. Лесомелиорация с основами лесоводства. М.: Колос. 1981. с. 107

46. Коломиец Н.Г. О многолетней частичной факультативной диапаузе насекомых

47. Коников А.С. Регуляторы численности лесных насекомых. Новосибирск. Наука. 1978.96 с.

48. Коников А. С., Чернышева Л. В., Александрина, И. Г., Шахматова И. Г. Некоторые регуляторы трофических связей и поведения непарного шелкопряда // непарный шелкопряд в средней и Восточной Сибири. Новосибирск. Наука. 1982. С.42-51

49. Коппел X., Мортинс Дж. Биологическое подавление вредных насекомых. М.: Мир. 1980. 427 с.

50. Корзухин М.Д., Семевский Ф.С. Синэкология. Санкт-Петербург.

51. Гидрометиздат. 1992. 192 с.

52. Кочетова Н.И. Соотношение полов у Anastatus disparis Rusch. (Hymenoptera, Eupelmidae ) при развитии его на разных хозяевах // Зоол. журн. 1968. Т.47. Вып. 10. С. 1572-1574

53. Кохманюк Ф.С. Аттрактанты непарного шелкопряда. Аналитический обзор // Химия в сельском хозяйстве. 1980. Т.18. № 12. С.21-24

54. Креславский А.Г. Неслучайная миграция. Последствия для изменчивости количественных признаков // Журн. обш. биологии. 1987. Т.58. № 5. С.602-613

55. Крушев А.Т. Значение показателя степени угрозы насаждению // Лесное хозяйство. 1975. № 4. С.85-87

56. Кузнецов Н.Я. Основы физиологии насекомых. М.-Л. Из-во АН СССР. 1948. Т.1.С.356

57. Кузнецов Н.Я. Основы физиологии насекомых. М.-Л. Из-во АН СССР. 1953. Т.Н. С.402

58. Кулагин Н.М. Непарный шелкопряд. Краткое описание образа жизни и главнейших мер борьбы с этим насекомым. Владимир. 1898. 30 с.

59. Кулагин Н.М. Вредные насекомые Московской области и её ближайших окрестностях с 1871 по 1932 гг//Зоол. журн. 1934. Т. 13. Вып.З. С.453-471

60. Куликовский Ю.М. Опыт авиаобработки лесов биопрепаратами // Защита растений. 1984. С.28

61. Куприянова В.А. Перспективы применения аттрактантов некоторых вредных лесных насекомых // Защита леса от вредителей и болезней. М.: Лесная промышленность. С. 131-139

62. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа. 293 с.

63. Лебедева К.В., Миняйло В.А., Пятнова Ю.Б. Феромоны насекомых. М.: Наука 1984.268 с.

64. Уроджай. 1982. 96 с. Малышев Д.С. О продолжительности генерации соснового шелкопряда Dendrolimus pini L. (Lepidoptera, Lasiocampidae) // Зоол. журн. 1987. T.66. Вып.4. С.710-714

65. Мазер К. Конкуренция и сотрудничество / Механизмы биологическойконкуренции. М.: Мир. 1964. С.332-354 Майр Э. Популяция, вид и эволюция. М.: Мир. 1974. 460 с. Мак-Фарленд Д. Поведение животных. Психобиология, этология и эволюция.

66. Марков В.А. Использование аттрактантных ловушек // Лесное хозяйство. 1983. № 6. С.57-58

67. Марков В.А. Выкармливание монашенки на питательных средах // Защитарастений. 1984, № 7. С.25 Марков В.А. Учет кладок яиц шелкопряда-монашенки // Защита растений. 1986, № 6. С.43-44

68. Марков В.А. Определение заселенности насаждений шелкопрядом-монашенкой с помощью диспарлюра // Лесное хозяйство. 1991, № 6. С.53-54

69. Марков В.А Экология и динамика численности лесных насекомых Центральной

70. России. Монография. Рязань. Изд-во РГПУ им. С.А. Есенина 2004 г). 154 с.

71. Мартынова Н.Г. Методические указания к проведению лабораторных занятийпо курсу "Техника лесозащиты". М.МЛТИ. 1979. 34 с.

72. Методические указания по использованию синтетических феромонов длянадзора за хвое-и листогрызущими насекомыми, М.: Госкомлес. 1987. 16 с.

73. Мильн А. Определение понятия "конкуренция" у животных / Механизмы биологической конкуренции. М.: Мир. 1964. С.55-81

74. Миндер И.Ф. Затяжная диапауза личинок рыжего соснового пилильщика ' (Neodiprion sertifer ) // Зоол. журн. 1973. Т.52. Вып.11. С. 1662-1670

75. Миндер И.Ф.,Иирковский Г.Г. Летний покой колорадского жука // Защита растений. 1974. №11. С.52-53

76. Миркин Б.М. Наука о растительности как междисциплинарный комплекс: структура, современное состояние и некоторые проблемы // Журн. общ. биологии. 1995. Т.56. № 5. С. 517-528

77. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. О возможности оценки роли фактора "ограничение ниш" в растительном сообществе // Журн. общ. биологии,1996. Т.56. № 6. С.761-765

78. Мисник Г.Е. Календарь цветения и плодоношения деревьев и кустарников. М.: Лесная промышленность. 1980. 144 с.

79. Митрофанов В. Г. Некоторые аспекты исследований по генетике насекомых // Итоги науки и техники. Энтомология. М.:ВИНИТИ. 1990. Т. 10. С.5-95

80. Митропольский А.К. Элементы математической статистики. Л.

81. Лесотехническая академия. 1969.273 с.

82. Мишин А.С., Семевский Ф.Н. Корреляция между смертностью дубовой зеленой листовертки от паразитов и составом их комплекса на больших территориях//Зоол. журн. 1971. Т.50. Вып.8. С. 1200-1204

83. Михеев А.В. Перелеты птиц. М.:Лесная промышленность. 1981.232 с.

84. Молчанов А.А. Результаты исследований по повышению устойчивости и продуктивности дубовых насаждений, поврежденных вредными насекомыми // Тез. докл. и сообщ. на Всесоюзн. науч.-техническом совещании. Винница. Украинская ССР. 22-24 июня 1978 г. С.23-27

85. Навашин М.С. Проблемы кариологии и цитогенетики в исследованиях на видах рода Orepis, / М.: Наука. 1985. С.202-203

86. Наставление по надзору ,учету и прогнозу хвое-и листогрызущих насекомых в

87. Европейской части РСФСР. М.: Госкомлес СССР. 1982. 78 с.

88. Наставление по авиационной борьбе с вредителями леса. М.: Государственный комитет лесного хозяйства Совета Министров СССР. 1972. 84 с.

89. Наумов Н.П. Сигнальные (биологические) поля и их значение для животных // Журн. общ. биол. 1973. 34, № 6, С. 808-817

90. Новикова JI.K., Никитина Н.Н., Зоринов И.Н. Роль вирусной инфекции в динамике численности непарного шелкопряда в лесах Татарии // X Сьезд Всесоюзн. Энтомол. Общества, лесная энтомология. Л. 1990. С.98-99

91. Новикова Л.К., Захарченко И.С., Солонкина Л.Н. Влияние повторных копуляций непарного шелкопряда на общую плодовитость вида в искусственных условиях // IX Сьезд Всесоюз. Энтомол. Общества. Киев. 1984.4.2. С.73

92. Новак В.Я. Гормональные основы диапаузы у насекомых // Проблемы Фотопериодизма и диапаузы у насекомых. Л.: Ленинградский университет. С. 193-209

93. Новак В. Атлас насекомых вредителей лесных пород. Прага. Государственное сельскохозяйственное изд. 1974.125 с.

94. Обзоры распространения вредных лесных насекомых в лесах РСФСР за 19381989 гг.

95. Одум Ю. Экология. М.: Мир. 1986. Т.2. С.83-94

96. Онипченко Е.Г. Механизмы обособления экологических ниш у наземных растений //Журн. общ. биол. 1987. Т.48. № 5. С. 687-695

97. Орлинский А.Д. Некарантинный вредитель стал карантинным // Защита растений. 1993. № 1. С.44-45

98. Орловская Е.В. Пути использования вирусов в борьбе с вредными лесными чешуекрылыми: Автореф. дисс. канд. биол. наук. Л. 1968.15 с.

99. Орловская Е.В. Вирусы насекомых и их применение в защите растений. М., МСХ СССР. ВНИИТЭИСХ. 1970.41 с.

100. Положенцев П.А.,Коровина Н.И. Наиболее вредные насекомые на древесных и кустарниковых породах учебно-опытного лесхоза. Воронеж. ВЛТИ. 1957. 16 с.

101. Распопов П.М. Динамика очагов массового размножения шелкопряда-монашенки и других вредителей в лесах европейской части Челябинской области // Тр. Ильменского госзаповедника. Свердловск. 1961. Вып.8. С. 169-185

102. Фитофаги в растительных сообществах. М.: Мир. 1980. С.42-73 Рафес П.М. Биоценотические исследования растительноядных лесныхнасекомых. М.: Наука. 1980 С168. Реймерс Н. Ф. Экология, теория, законы, правила, принципы и гипотезы. М.:

103. Россия молодая. 1994. 376 с. Реймерс Н.Ф. Природопользование. М.: Мысль. 1990. 639 с. Римский-Крсаков Н.М. Лесная энтомология. Л.: Гослестехиздат. 1938. С.88,204-207

104. Рожков А. С. Обоснование иммунологического направления защиты леса //

105. Рубцова Н.Н. Инвазия листогрызущих насекомых в Теллермановских: дубравах // Тез. докл. к научно-техническому совещанию "О мерах по улучшению состояния дубрав в европейской части РСФСР". Пушкино. 1972. С.112-116

106. Рубцова Н.Н. Для уменьшения вредоносности зеленой дубовой листовертки //

107. Самарин В.Ф. Сумма эффективных температур весеннего развития зародышадубовой зеленой листовертки // Вестник зоологии. Киев. Наукова думка. 1968. № 4. С. 34-37

108. Свирежев Ю.М., Логофет Д.О. Устойчивость биологических сообществ. М:

109. Науч. тр. МЛТИ.1967, Вып. 15. С,71-74 Семевский Ф.Н. Методика количественного изучения динамики численности лесных насекомых // Вопросы защиты леса. Науч.тр. МЛТИ. 1969. Вып.26. С.42-75

110. Семевский Ф.Н. Оценка регуляторной роли факторов динамики численности //

111. Журн. обш,. биол. 1972. Т. 33. № 5. С. 569-578 Семевский Ф.Н. Прогноз в защите леса. М: Лесная промышленность. 1971. 72 с.

112. Семевский ф.Н., Ефремова В.А., Мишин А.С. Методика учета плотности популяции дубовой зеленой листовертки в кроне дуба // Лесоведение. 1972. №2. С.58-66

113. Симевский Ф.Н. Исследование динамики численности непарного шелкопряда Porthetria dispar L. (Lepidoptera, Lymantriidae) на низких уровнях плотности популяции // Энтомол. обозр. 1973. Т.52. Вып.1. С.39-46

114. Семевский Ф.Н., Семенов С.М. Динамика численности дубовой зеленой листовертки (Tortrix viridana L. ) в Московской области // Зоол. журн. 1978. Т.57. Вып.9. С. 1364-1374

115. Семевский Ф.Н. Прогресс теории динамики численности насекомых на примере чешуекрылых // Экология, мониторинг и рациональное природопользование. М.:МГУЛ. 1997. Науч. тр. Вып.288 (1). С. 13-25.

116. Сумчук А.П. Ассортативность скрещиваний в естественной популяции дубовой зеленой листовертки (Tortrix viridana L.) // Генетика. 1991. Т.27. № 3. С.552-555

117. Сиренко М.Д. Физико-экологические аспекты взаимодействия зеленой дубовой листовертки ( Tortrix viridana L. ) с популяциями рода Quercus в горных лесах Крыма: Автореф. дис. канд.биол. наук. Воронеж: Воронежский лесотехнический ин-ут. 1989. 24 с.

118. Сироткин В.Н. Некоторые особенности поведения и вертикального распределения гусениц непарного шелкопряда в условиях Башкирии / Материалы У11 науч. конференции аспирантов и науч. сотр. ВНИИЛМ. Пушкино. 1984. С.212-216.

119. Скиркьявичус К.В. Феромонная коммуникация насекомых. Вильнюс.: Мокслос. 1986. 292 с.

120. Соболев А.Н. История массового размножения непарного шелкопряда в Тульской губернии в 1822-1896 гг.// Лесной журнал. 1897. Вып.2. С.194-215

121. Сокановский Б.В.,Перевезенцев А.С. Дубовая листовертка и борьба с ней //

122. Стадницкий Г.В. Диапауза некоторых насекомых конабионтов ели европейской в связи с её плодоношением / Исследования по лесному хозяйству. Псков. Отдел. Лениздата. 1971. С.233-247 Стадницкий Г.В.,Бортник A.M. Замечания к проблеме майского хруща /

123. Тимофеев-Ресовский Н.В. Генетика, эволюция и теоретическая биология /

124. Кибернетика живого: биология и информация. М.: Наука. 1984. С.22 Тимофеев В.П. Лесные культуры лиственницы. М.: Лесная промышленность. 1977. С. 167

125. Титов Ю.В. Эффект группы у растений. М.: Наука 1978. 151 с. Тихомирова А.Л. Перестройка онтогенеза как механизм эволюции насекомых.

126. М.: Наука. 1991. 168 с. Ткаченко М.Е. Прусское лесное хозяйство и шелкопряд-монашенка. СПб.:

127. Тур А. Шелкопряд-монашенка и меры борьбы с ним // Десной журнал. 1894 б. № 4. С.418-432

128. Уатт К. Экология и управление природными ресурсами. М.: Мир. 1971.463 с

129. Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. М.:Прогресс.1980. 327 с.

130. Уваров Б.П. Саранча и кобылки. Библиотека хлопкового дела. М.-Л.:

131. Федоров В.Д., Гильманов Т.Г. Экология. М.:МГУ. 1980.464 с. Франц И., Криг А. Биологические методы борьбы с вредителями, М.: Колос. 1984. 352 с.

132. Фридерикс К. Экологические основы прикладной зоологии и энтомологии. М.

133. Ханисламов М.Г. Динамика численности непарного шелкопряда в связи с условиями питания и погоды / Первая межвуз. конф. по защите леса. Тез. докл. М.: МЛТИ. 1958. Т.2. С.108-110

134. Ханисламов М.Г. Изреживание популяции массовых листогрызущих вредителей посредством трофической неоднородности / Защита горных лесов от вредителей и болезней. Ереван. : Изд-во АН Арм. ССР. 1965. С.63-68

135. Харди Р. Гомеостаз. И.:Мир. 1986. 81 с.

136. Харпер Дж. Некоторые подходы к изучению конкуренции у растений / Механизмы биологической конкуренции. М.: Мир. 1964. С. 11-54

137. Харченко Н.А., Царалунга В.В. Роль зеленой дубовой листовертки в процессе отмирания Воронежских дубрав // Экология и защита леса. Л. 1983. С.39-42

138. Хицова Л.Н., Исаева Г.А. Энтомофаги вредителей леса Центрального Черноземья. Воронеж.: ВГУ. 1986.119 с.

139. Холинг К.С. ред. Экологические системы. Адаптивная оценка и управление. М.: Мир. 397 с.

140. Чернышев В.Б. Экология насекомых. М.: Изд-во Московского университета. 1996. 304 с.

141. Чугунин Я Л. Очаговая цикличность массовых размножений непарного шелкопряда // Зоол. журн. 1949. Т.38. Вып. 5. С.431-438

142. Шапиро И.Д., Вилкова Н.А. Значение пищевого фактора в проблеме вредной черепашки / Тез. докл. шестого съезда Всесоюз. энтомол. об-ва. Воронеж. 1979. С. 196

143. Шаров А.А. Влияние пространственной структуры взаимодействующих популяций рыжего соснового пилильщика ( Neodiprion sertifer ) и его паразита (Exenterus abruptorius Thub. ) на динамику их численности // Зоол. журн. 1979. Т.58. Вып.З. С.356-365

144. Шаров А.А. Регуляторная роль сезонной циклики популяций в динамике ихчисленности // Зоол. журн. 1982. Т.61. Вып.9. С. 1339-1349

145. Шаров А.А. Принципы анализа взаимодействующих факторов динамики численности популяций // Журн. общей биологии. 1985.а) Т. 46. № 5. С.590-595

146. Шаров А.А. Управление популяциями вредных насекомых с учетом естественных механизмов динамики численности // Зоол. журн. 1985.6). Т.64. Вып.9. С.1298-1308

147. Шаров А. А. Моделирование динамики численности популяции насекомых, М.: ВИНИТИ. Итоги науки и техники. Серия. Энтомология .1986 Т. 6. С. 2115

148. Шварц С.С. Популяционная генетика, экология и популяционное учение // Природа. 1966. № 7. С. 2 -13

149. Шварц С.С. Экологические закономерности эволюции, М.: наука. 1980.278 с.

150. Щевырев И.Я. Описание вредных насекомых степных лесничеств и способы борьбы с ними. СПб. 1893. 51 с.

151. Шевырев И.Я. Шелкопряд-монашенка или шелкопряд-монах и меры борьбы с ним СПб.: Из-во лесн.департ. 1894 а. 72 с.

152. Шевырев И.Я. Меры борьбы с монашенкой // Русское лесное дело. 1894 б. № 13-14. С.51-53

153. Шевырев И.Я. Полезные и вредные животные (особенно насекомые) в сельском хозяйстве. СПб. 1900. 62 с.

154. Шебланов В.В., Бурдаева Т.С. Критерии необходимости мер борьбы // Защита растений. 1974. № 1.С.43-45

155. Шемигонов И.М. Влияние некоторых физических и химических факторов на жизнеспособность яичек шелкопряда-монашенки (Ocneria monacha L. ) /

156. Шмалыаузен И.И. Кибернетические вопросы биологии. Новосибирск.: Наука. 1968. 223 с.

157. Шмальгаузен И.И. Организм как целое в индивидуальном и историческомразвитии. М.: Наука. 1982. 383 с. Ширяева Н.В. Особенности развития непарного шелкопряда в условиях Северного Кавказа / X Сьезд Всесоюзн. Энтомол. Общества. Л. 1990. С. 139140

158. Nature 1969.V. 224 N 5224. P. 1076-1079 Berger L.P. Causes of migrations of Lepidoptera in the Palearctic /19 Int. Cong.

159. I. Artenspektrum Presenz und Dominanz (eine Auswertung der Literatur) //

160. Entomophaga. 1964. B.9, N3.S.281-292

161. Branch S. Gypsy moth problem increasing in Moritimes / Logg. and Sawmill J. РЖ.

162. Биология 1983. 04E Энтомология 9E 501.

163. Broadhead Edward, Wapsehere Anthony J. Mesopsacus populations on larch in

164. England-the distribution and dynamic of two cloy-related coexisting species of1. Plecoptera

165. Cole L,R. Observations on the finding of males by male Phaeogenes invisor and

166. Apanteles medicaginis (Hymenoptera: Ichneumonidae // Anim. Behav. 1970. V. 18. P. 1-184

167. Colin N-O.M. Environmentally induced differences in plant traits: consequences for susceptibility to a leafcutter ant // Egology/ 1991. 72, № 5. P. 1609-1623 Dingle H. (ed) Evolution of insect migration and diapause № 4. 1978. 284 P.

168. Eichorn 0. Autokologisehe Untersuchungen an Populationen der generinem Viefern- Buschhornblattioespe Diprion pini. /L. ongew. Entomol. 1977.B.82. № 4, S. 396-401

169. Eidman H. Zur Diapause einiger Forstinsekten // Z. angew. Entomol. 1963. 52. 4,362-367.

170. Escherich K. Tote Nonnenier // Naturwissenschaft. Zeits. f. Post und Landwirtschaft.1911. II, 5,S, 237-246.

171. Escherich K. Nonnenprobleme // Naturwiss. Zeitschr. f. Forst und Landwirtschaft. 1912, II 2.S. 65- 85

172. Fernald C. Arsenate of lead as an insecticide //Rep.State. Exper. Mass. Sta. Exerm.

173. Gypsy Moth. 1898. P. 53-56. Franz J. Uber die genetisehen Grundlagen des Zusammenbruchs euner Massenvermehrung aus inneren Ursachen // Zangew EntomoL 1949.Bd. 31.N2.S. 228-260.

174. Fukui H. Henry, Gromko Mark H. Восприимчивость самок к повторному оплодотворению и "ранняя" плодовитость мух Drosophila melanogaster. РЖ. Биология. 1989. 04Е Энтомология 3E331.

175. Gabler Н. Die Honne. Akademische Verlag. 1952. H. 85.43 S.

176. Gasov H. Der Grune Eichenwickler (Tortrix viridana I.) als Forstscheding //

177. Arb.Biol. Reichsanstalt. Bd 12. 1925. S. 380-508. Geri C., Goussard F. Incidence de 1 importance nutrition less colonies larvaires sure1 induction de la diapause de Diprion pini L. ( Hym. JDiprionidae) // J. Appl.

178. Jahn E., Holzschuh C. Beobachtungen zum Melanismus der Nonne Lymantna monacha L. anlasslich der Gradation dieser Art in Walrdviertel von Niederosterreich 1964-1967 // Z. Angew. Ent. 1970. 65, N4, S. 396-403.

179. Jahn E., Holzschuh C. Beobachtungen zur Massenvermehrung der Nonne (Lymantna monacha L) in Waldviertel in Niederosterreich 1964/ 1965 // Angew. Forstzeitung. 1966. 77, N4. Informationsdienst Forste. Bumesversuchsanst. Wien. N101.C. 79-81

180. Komarek J. Wichtige Neubeobachtungen aus der Biologie der Nonne //Anz.

181. Schadlingk. 1935. Jg, 9.H.I.S. 77-82. Komarek J. Kritische Wort uber die Bedeutung der Insektenparasiten der Nonne //

182. Z. Angew. Ent. 1937. Bd. 24, H. 2. S. 95-117. Knoche E. Klima und Nonne. Die Entwickelungsruhe des Embrio // Arb. Biol,

183. Reichsanst. Land- und Forstwirtsch. 1932.20(2). S. 193-235,

184. Knoche E. Schadling, Юта und Bekampfiing // Arb.Biol.Reichsanst, Land-und

185. Forstwirtsch. 1929.16.S. 705-235

186. Knoche E. Nonnestadien // Naturwissenschaft. Zeitschr. fur Forst-und Landwirtschfl. 1912.11,2. S. 85-138,

187. Knop N. F., Hoy Maijoris A, Montgomeri M. E. Altered hatch sequence of males and females from Unchillad egges of a nuon-dispause gypsy meth strein (Lepidoptera, Lymantriidae) // J. Ent. Soc. 1982. Vol. 17. P.82-86.

188. Koski W. On the effective population seize in an arialle continuous forest // Proc.

189. Jount JUFRO meting. S 02.04. 1-3. Stockholm, 1974. P. 263-270. Janes D. D. The budworm site Model. Procudingsota Conference of Pest

190. Management. LLSA. H.79-42 gb. 1979. V.4.155p.

191. Du. Merle P., Pinguet A. Mise en e'videce par piegeage laminenx de migrationsd'aduletes cher Tortrix viridana L. (Lep. Tortricidae) // Agronomie. 1982. V.2.1. N. 1. P.61-90.

192. Du Merle P. Les facteurs de mortality des oeuf de Tortrix viridana L. (Lep.,Tortricidae). II. Parasitisme par un Trichogramma (Hym.,Trichgrammatidae) et "maladies"// Agronomie.l983,V.3, H.4. P. 359367.

193. Rebel H. Nonnenvermehrung im Hofoldinger Forst 1899-1902 // Z. Angew.

194. Entomol., 1921.7,311-333. Richerson J.V., Cameron E.A. Differences in Pheromone. Release and Sexual Behavior between Laboratory-reared and wild gypsy moth Adults // Environmental Entomology. 1974. V.3. H.3. P. 475-461.

195. Schindler U. Grossaktionen gegen forstschedliche insekten in

196. Nordwastdentschland 1947.1969. Chronik.Fakten. Erfahrungen. Tendenzen // Forstarchiv. 1970. N.4. S. 60-76 Schutte F. Untersuchungen uber die Populatiosdynamik des Elchenwicklers (Tortrix viridana L.) Teil II // Z. Angew. Ent. 1957. Bd 40. H.3.S. 265-331

197. Schedl К. Der schwammspinner (Porthetria dispar L.) in Euroasien, Africa und Neuengland // Monograph. Angew. Ent. 1936. Bd 12.243 S.

198. Schneider Z., Sliwa E. Przewidumane wystepowanie szkodmikow lesnuch w 1964roki // Las polski,. 1964. 36,11,3-5. Schwerdtfeger F. Uber das Minimum Gesetz in der angewandten Entomologie

199. Z. Angew. Entomol. 1964.Bd. 54. N 1-2. S. 70-75.

200. Schwenke V. Die Forstschadllnge Europas. Bd 3. Schmetterlinge. 1976. S.349-366;1. S.76-65.

201. Sillivan C.R.,Wallace D.R. Juteraction of temperature and photoperiod in the induction of prolonged diapause in Neodiprion sertifer // Canad. Entomol. and Physol. 1967.V.24 Ш. P.177-165.

202. Skinner S.W. Clutch size as on optimal foraging problem for insects // Behavioral Ecology and sociobiology. 1965.Vol.l7.P.231-236.

203. Smirnoff W.A. Trans ovum transmissions of virus of n. sweinei Midd (Hym.Tenthredinidae) // J.Insect. Pathol. 1962.V.4 H.2. P. 192-200.

204. Solomon M.E. The natural control of animal population // J.Anim. Ecol. 1949. V.16. P. 1-32.

205. Standfuss M. Handbuch der palarktisehen Grosschmetterlinge. 1896. 403 S. Steger O. Spetforste und Massenwechsel von Tortrix viridana L. (Lepidoptera,

206. Templin E. Massenvermehrung der Nonne (Lymantria monacha L.) und Verbreitung von Gegenmasnahmen // Soz. Forstwirt. 1984. 34. N.3. S. 70-71.

207. Tubeuf. Weitere Brobachtungen uber die krankheiten der Nonne // Naturwiss. Zeits. Forst und Landwirts. 1892. 1. S. 277-279

208. Viers H.H., Den Boern P.J. Survivar of population of Agonum ericeti Planz. (Col., Carabidae) in relations to fragmentation of habitats //Meth. J. Zool. 1990. 40, № 3. P.484-498

209. Wellenstein G. Die Nonne in Ostpreussen (1933-1937) // Z. Angew. Ent. 1942. Bd. 15.682 P.

210. Williams T. Gypsy Moths: Will the Lessons of the 1962 grash Be Learned // The AudibonCause. 1983. V.65. H.l. P. 112-113.

211. Zederbauer E. Klima und Massenvermehrung der Nonne (Lymantria monacha L.) und einiger anderes Forstschadling // Mitteilungen aus forstliche versuchsweise Osterreichs. Wien. 1911. H. 36. S. 53-69.

212. Zwolfer W. Studien zur Oekologie und Bevolkerungslehre der Insekten 2.Die

213. Nonne, Lymantria monacha L.//Z. Angev. Ent. 1933. Bd.20. S. 1-50

Информация о работе

Марков, Владимир Алексеевич
доктора биологических наук
Рязань, 2004
ВАК 03.00.16

Диссертация

Экология и динамика численности лесных насекомых Центральной России - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы