Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Майские хрущи и сопутствующие вредители корней в условиях радиоактивного загрязнения

ВАК РФ 03.00.09, Энтомология

Автореферат диссертации по теме "Майские хрущи и сопутствующие вредители корней в условиях радиоактивного загрязнения"

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ^ РОССИЙССКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

' и'

, ЛИОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА

Со /

На правах рукописи

ПАНФИЛОВ Александр Викторович

МАЙСКИЕ ХРУЩИ И СОПУТСТВУЮЩИЕ ВРЕДИТЕЛИ КОРНЕЙ В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Специальности - 03.00.09 - «Энтомология»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1998

Работа выполнена в отделе защиты леса Всероссийского научно-исследовательского института лесоводства и механизации лесного хозяйства.

Научный руководитель: ведущий научный сотрудник отдела защиты леса ВНИИЛМ, кандидат биологических наук А.Д. Маслов

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

С.С. Ижевский; кандидат биологических наук Л.С. Матвеевич

Ведущая организация: Московский государственный университет М.В.Ломоносова.

Защита состоится « » 1998г. на заседанш

специализированного совета Д.053.31.05 при Московском государственно} университете леса в

/Р час. мин., аудитория Ж?. Отзывы на автореферат ] ДВУХ ЭКЗЕМПЛЯРАХ С ЗАВЕРЕННЫМИ ПОДПИСЯМИ просим направлять т адресу: 141001, Мытищи-1 Московской области, Московский государственны] университет леса. Ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета леса.

Автореферат разослан «

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических нау! доцент Е.Г.Куликова

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подверглись леса в 39 густонаселенных областях Украины, Белоруссии и России. Радиационная обстановка в лесах под воздействием естественных факторов изменяется крайне медленно, и территория лесного фонда в течение многих десятилетий будет являться источником радиационной опасности, что приводит к значительному экономическому и социальному ущербу и требует больших затрат на осуществление защитных мер по восстановлению нормальной жизнедеятельности населения и природных экосистем.

Одними из основных функций лесного хозяйства являются защита леса от вредителей и болезней, а также обеспечение возобновления лесных ресурсов. Между тем, территория загрязненных радионуклидами- лесов охватывает ареал ряда важнейших насекомых-фитофагов и грибов-патогенов. Из числа насекомых в качестве важнейших отрицательных факторов, воздействующих на возобновление леса в этой зоне, выделяются корневые вредители, особенно, майские хрущи. Разработка мероприятий по защите леса от вредных насекомых в условиях радиоактивного загрязнения является одним из составных элементов создания системы устойчивого и радиационно-безопасного ведения лесного хозяйства на загрязненных радионуклидами территориях.

Важным аспектом, определяющим актуальность темы, является также получение сведений о состоянии почвенной мезофауны как одного из наиболее подверженных прямому и косвенному воздействиям радиационного фактора компонентов наземных экосистем в уникальных условиях зоны отчуждения Чернобыльской АЭС, где в период наших исследований значения плотности загрязнения почвы радионуклидами составляли от фоновых значений до десяти и более тысяч Ки/км2.

Цели и задачи исследований. Цель исследований: в условиях полевых наблюдений и экспериментов изучить влияние радиоактивного загрязнения на популяционные показатели корневых вредителей, в том числе, майских хрущей как наиболее хозяйственно важных из них, а также разработать систему защиты лесных культур от корневых вредителей в условиях загрязнения природных экосистем радионуклидами.

В соответствии с этой целью при работе над диссертацией нами были поставлены и решены следующие главные задачи:

1. Изучить видовой состав и численность корневых вредителей и особенно -популяции майских хрущей, а также их воздействие на сосновые культуры в условиях загрязнения природных экосистем радионуклидами.

2. Оценить необходимость принятия и эффективность мер по защите сосновых культур от майских хрущей и других корневых вредителей в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС.

3. Разработать рекомендации по защите лесных культур от корневых вредителей в условиях радиоактивного загрязнения.

Научная новизна. На примере зоны отчуждения Чернобыльской АЭС в широком диапазоне плотностей загрязнения почвы радионуклидами впервые изучены:

- видовой состав, распространение и экологические особенности наиболее значимых корневых вредителей;

- популяционные показатели, динамика численности майских хрущей и факторы, их определяющие;

- особенности защиты сосновых культур от повреждения корневыми вредителями, особенно майскими хрущами.

Практическая значимость. Нами определен комплекс мер по защите сосновых культур от повреждения корневыми вредителями, особенно майскими хрущами, в условиях радиоактивного загрязнения, который использован при подготовке методических, нормативных, справочных и других документов Рослесхоза и МЧС России, а также федеральных целевых программ (наиболее значимые из них: Неотложные мероприятия по защите населения Российской Федерации от воздействия последствий чернобыльской катастрофы на 1996-1997 гг.; Федеральная целевая программа по защите населения Российской Федерации от воздействия последствий чернобыльской катастрофы на 1998-2000г.; Руководство по ведению лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения на территории Чернобыльской зоны России (на период 1997-2000 гг.)) и реализуется при их выполнении. Разработанные автором рекомендации использованы также Научно-производственным объединением «Припять» и государственным

специализированным лесохозяйственным предприятием «Чернобыльлес» при гоздании лесных культур в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС.

Основные положения, вынесенные на защиту: - загрязнение природных экосистем радионуклидами в зонах воздействия аварии на Чернобыльской АЭС оказывает опосредованное влияние на видовой состав и эсновные популяцйонные показатели корневых вредителей лесных культур, в том теле майских хрущей, которое происходит через изменение условий среды збитания;

• популяции майских хрущей в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС, несмотря на радиоактивное загрязнение, развиваются в благоприятных для себя условиях и в ряде ;лучаев являются основной причиной гибели создаваемых лесных культур;

• комплекс мер по защите сосновых культур от корневых вредителей, особенно «айских хрущей, на загрязненных радионуклидами Территориях.

Личный вклад автора состоит в постановке проблемы, формулировании целей вдач, разработке программы и методики исследований. Исследования, обработка шализ материалов, разработка практических рекомендаций также выполнены личн штором совместно с группой сотрудников ВНИИ химизации лесного хозяйства пр участии специалистов других организаций. Работа над настоящей диссертацие троводилась в ходе заочного обучения в аспирантуре ВНИИ лесоводства механизации лесного хозяйства. Внедрение практических рекомендаций на территори 'оссии выполнено при непосредственном участии автора или под его руководством.

Апробация и научные публикации. Материалы диссертации докладывались и )бсуждались на: Всесоюзной научно-практической конференции «Основы >рганизации и ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения» Гомель, 1990г.), Всесоюзной научно-практической конференции молодых ученых, юпирантов и специалистов отрасли «Совершенствование научного обеспечения гесохозяйственного производства» (Пушкино Московской обл., 1990г.), Первой международной конференции «Биологические и радиоэкологические аспекты юследствий аварии на Чернобыльской атомной станции» (Зеленый мыс, 1990г.), второй всесоюзной научно-технической конференции «Охрана лесных экосистем и тциональное использование лесных ресурсов» (Москва, 1991г.), Российской

радиобиологической научно-практической конференции «Проблемы экологического мониторинга» (Брянск, 1991г.), Всероссийской конференции «Радиоэкологические, медицинские и социально-экономические последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Реабилитация территорий и населения» (Москва, 1995г.), Всероссийском научно-практическом совещании работников лесного хозяйства «Устойчивое управление лесами и сохранение биологического разнообразия в лесном фонде Российской Федерации» (Пушкино Московской обл., 1997г.) По теме диссертации автором опубликовано 13 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 разделов, выводов и предложений. Библиография насчитывает 104 наименования, в т.ч. 9 на иностранных языках. Работа изложена на 101 странице и содержит 9 таблиц и 16 рисунков.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ В Российской Федерации и многих других государствах во второй половине XX столетия из-за деятельности человека произошли глубокие изменения качества природной среды и ухудшение здоровья населения. Только на территории бывшего СССР произошло несколько крупных радиационных катастроф.

Авария на Чернобыльской атомной электростанции (Украина, 1986г.) явилась самой крупной радиационной аварией и привела к радиоактивному загрязнению части территорий стран Европы. Загрязнение почвы цезием-137 с плотностью свыше 1 КиУкв.км наблюдается на площади, охватывающей 3,2% территории бывшего СССР ЛО.А.Израэль и др, 1997/. Как указано в нормативно-регламентирующих документах по ведению лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения, земли лесного фонда, находящиеся в ведении лесных ведомств Украины, Белоруссии и России на этой территории составляют почти 4 млн.га, из них в России - 1 млн.га. Загрязненные леса расположены в районах с высокой численностью населения (2,6 млн. только российских граждан) и традиционно интенсивным ведением лесного хозяйства, поэтому ввести полностью заповедный режим в этих лесах практически невозможно.

Начиная с мая 1986г., воздействие чернобыльской аварии на леса изучалось многими институтами и лабораториями. В их числе научные коллективы: Института

эволюционной морфологии и экологии животных им. А.Н.Северцова, Московского Государственного Университета, Всероссийского НИИ Химизации лесного хозяйства, Института лесоведения РАН, Опытной научно-исследовательской станций производственного объединения "Маяк", Института экологии растений и животных Уральского отделения РАН, Институт прикладной геофизики, Институт леса Национальной АН Беларуси, Института экспериментальной ботаники Национальной АН Беларуси, Украинского НИИ лесного хозяйства и агролесомелиорации, Киевского Государственного университета, Научно-производственного объединения «Припять», государственного специализированного лесохозяйственного предприятия «Чернобыльлес» и многие другие /В.А.Шубин, 1997/.

В результате проведенных работ были установлены основные закономерности миграции радионуклидов в лесных биогеоценозах, определена радиоустойчивость основных лесообразующих пород, получена подробная информация об условиях труда в загрязненных лесах и разработаны научные основы ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения. Однако, лесопатологические аспекты радиационного воздействия на лесные экосистемы оказались почти неизученными. Между тем, рядом исследователей (Ю.Д.Абатуров, В.В.Жуков, Г.М.Козубов, Д.А.Криволуцкий, Н.Д. Кучма, Г.В.Линдеман, А.В.Панфилов, Е.Н.Панфилова, Ф.А.Тихомиров и др.) отмечалось отрицательное воздействие дендрофильных насекомых на процесс пострадиационного восстановления ослабленных ионизирующим излучением насаждений. Высказывалось предположение, что в облученных насаждениях ущерб от вспышек численности вредителей может быть больше, чем от прямого радиационного воздействия.

В нашей стране работы в области изучения воздействия радиации на насекомых проводились Д.А.Криволуцким, А.Д..Покаржевским, П.Г.Калмыковым, Ф.А. Тихомировым, Я.П.Циновским и др., но лишь отдельные работы были посвящены дендрофильным видам.

Появление обширных участков открытых пространств, подверженных ветровой эрозии, особенно на месте захороненного «рыжего леса» в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС, и большого количества земельных угодий, выведенных из сельскохозяйственного пользования, обусловило необходимость решения вопросов

лесовосстановления на этих землях. Регион, пострадавший при чернобыльской аварии, традиционно считается одним из проблемных в отношении корневых вредителей. Благодаря многолетним исследованиям З.С. Головянко, А.И. Ильинского, В.М. Березиной, В.Г. Валенты и В.М. Гавелиса, А.Д. Маслова, А.И. Воронцова, Г.И. Андреевой, H.A. Лисова, A.A. Рожкова и других авторов имелись обширные сведения о биологии и экологии майского хруща и других корневых вредителей в обычных условиях ведения лесного хозяйства, были известны и широко применялись и меры борьбы с ними. Однако, для условий радиоактивного загрязнения эти вопросы совершенно не были изучены.

Таким образом, после аварии на Чернобыльской АЭС возникла острая необходимость изучения воздействия радиационного фактора на популяционные особенности майского хруща и сопутствующих ему почвенных насекомых, а также разработки, практической апробации и скорейшего внедрения мероприятий по защите от них лесных культур в условиях радиоактивного загрязнения.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ, ПРОГРАММА РАБОТ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ Характеристика района исследований. Территория зоны отчуждения Чернобыльской АЭС ныне передана государственному специализированному лесохозяйственному предприятию «Чернобыльлес». ГП «Чернобыльлес» занимает территорию общей площадью более 200 тыс.га лесных и нелесных (бывших сельскохозяйственных) земель, представленных приблизительно в равных долях. В последние несколько лет лесное хозяйство в пределах зоны отчуждения ЧАЭС ведется на основе принципа зонирования по плотности загрязнения почвы радионуклидами.

По лесорастительному районированию земли ГП «Чернобыльлес» относятся к зоне Полесья Украины и расположена в Новошепеличского-Вильчанском и Припятско-Днепровском поименно-боровых физико-географических районах /А.Н. Алымов, 1979/. Эта территория находится в бассейнах рек Днепр, Припять, Уж и Киевского водохранилища. Уровень грунтовых вод колеблется от 0,2-0,5м в поймах до 6-15м на дюнных всхолмлениях. По агропочвенному районированию территория

зоны лежит в сосново-широколиственных лесах. Характер рельефа равнинный с общим уклоном на восток. Абсолютные высоты достигают 140-150 м. Почвообразующими породами почти повсеместно являются флювиогляциальные пески, перемежающиеся с озерно-аллювиальными и эоловыми песками. На территории зоны отчуждения ЧАЭС преобладают дерновослабо- и среднеподзолистые песчаные и супесчаные почвы. В целом почвенный покров зоны отчуждения можно характеризовать как относительно однородный и бедный. Климат в районе исследований умеренно-континентальный, с теплым влажным летом и мягкой облачной зимой. Среднегодовая температура составляет +5-7°С, сумма эффективных температур выше +10°С - 140-160. Годовое количество осадков - 550650 мм, большинство из которых выпадает в теплый период года.

Наибольшую площадь лесов зоны занимают свежие боры (38 %) и субори (26% покрытой лесом площади) /Н.Д.Кучма, Н.П.Архипов, И.С.Федотов и др., 1994/. Сосняки занимают около 80% покрытой лесом площади и представлены, в основном, культурами I и II бонитетов. Их возраст варьирует от 20 до 50 лет. Практически все сосновые культуры этой возрастной группы в той или иной мере подвержены куртинному усыханию, вследствие поражения корневой губкой. В образующихся куртинах отмечается значительная численность стволовых вредителей. В отдельных молодняках зоны отчуждения ЧАЭС отмечаются очаги соснового подкорного клопа /Г.ВЛиндеман, 1990/ Очаги корневых вредителей в районе наших исследований регистрировались неоднократно /З.С.Головянко, 1913, В.И.Пархоменко, 1929, Д.Ф.Руднев, 1961, А.И.Ильинский, 1962,/

Леса зоны отчуждения выполняют важнейшие защитные функции, локализуя радиоактивные вещества и стабилизируя экологическую ситуацию на значительных территориях /И.И.Марадудин, А.В.Панфилов, А.П.Рябинков, 1995/. Наибольшему радиационному поражению подверглось 500-600 га лесов, усохших в результате острого облучения /Г.М.Козубов, А.И.Таскаев, 1990/. Около 3000 га лесов, получивших сублетальные дозы, частично усохло в последующие годы, а частично восстанавливаются. На площади около 12000 га сосновые насаждения, поврежденные в меньшей степени, но где в 1986-1988гг. интенсивно проявлялись морфологические аномалии, видимо успешно преодолевают процессы пострадиационного

восстановления. В результате процессов, происходящих в последние годы, в зон« отчуждения ЧАЭС начались процессы формирования устойчивых биогеоценозов, I частности, дубово-сосновых (В2-4), сосново-дубовых (С2-4) и сосновых (А2-4) лесов В их формировании большую роль играет травяной и моховой покров /П.Г.Плюта Я.П.Дидух, 1997/.

Таким образом, в районе наших исследований создались благоприятные природно-хозяйственные условия для развития очагов майских хрущей I сопутствующего им комплекса корневых вредителей. А наличие на территории зонь отчуждения ЧАЭС более 100 тыс.га земель, выведенных из сельскохозяйственной: земель, с перспективой их дальнейшего естественного и искусственной заращивания древесно-кустарниковой растительностью предопределило актуальное^ вопросов защиты лесных культур и молодняков от вредителей и болезней.

Программа работ в соответствии с целью исследований включала следующее:

1. Изучение видового состава и динамики численности хозяйственно-значимы; корневых вредителей и особенно - популяции майских хрущей, а также ю воздействия на сосновые культуры в условиях загрязнения природных экосистеа радионуклидами.

2. Оценка необходимости принятия и эффективности мер по защите сосновьс культур от майских хрущей и других корневых вредителей в зоне отчуждение Чернобыльской АЭС.

3. Разработка рекомендаций по защите лесных культур от корневых вредителей ] условиях радиоактивного загрязнения.

Объектами исследований являлись:

1. Экспериментальные сосновые культуры в непосредственной близости о Чернобыльской АЭС.

2. Популяции корневых вредителей, прежде всего майских хрущей как наиболе вредоносных, в районе проведения исследований.

Методика исследований , Полевые работы выполнялись нами в период 1989 1995гг. Исследование видового состава и стациальной приуроченности хозяйственно значимых корневых вредителей выполнялось методами почвенных раскопок различных стациях, характерных для района исследований, при рекогносцировочно!

)бследовании в 1990г. а также методом сбора и учета имаго, собранных в период 1ета. Фенотипическая изменчивость майского хруща и выявление возможных морфологических аномалий также изучалась на жуках, собранных как в период лета, гак и при почвенных раскопках по стандартной методике.

Исследование популяционных особенностей и динамики численности созяйственно-значимьгх корневых вредителей выполнялось методом почвенных )аскопок на 7 экспериментальных участках в 1990 и 1991 гг. (май-июнь и сентябрь), 1993 и 1995 гг. (сентябрь), заложенных осенью 1989г. в различных стациях, :арактерных для района исследований, при средней плотности загрязнения почвы •амма-излучающими радионуклидами от контрольных уровней (менее 1 Ки/км2) до 1000 Ки/км2 и средней мощности экспозиционной дозы гамма-излучения от 20 1кР/час до 50 мР/час. На этих же участках принятыми в лесозащите мотодами ¡ыполнялись также изучение негативных факторов, воздействующих на лесные сультуры, и оценка эффективности химических мер борьбы с личинками корневых федителей в условиях радиоактивного загрязнения. Кроме того, для вычленения юздействия на систему «сосна - корневые вредители» радиационного фактора, а также факторов качества посадочного материала и соблюдения правил 1есокультурных работ на 4 из этих участков посадочным материалом с открытой и ;акрытой корневой системой (торфобрикеты) были созданы культуры, на которых 1роведены радиометрические, биометрические и лесопатологические исследования ю принятым методикам.

Всего за период исследований: проанализировано около 1,5 тыс.га почвенных проб учетные ямы 1Х1м); проведены трехкратные перечеты 1,2 тыс. высаженных сосенок ю категориям состояния с определением длины хвои по 5 хвоинкам с каждого >астения и текущего вертикального прироста и выборочные перечеты по категориям ;остояния в лесных культурах и молодняках на площади около 500 га; исследовано жоло тысячи жуков восточного майского хруща; выполнены коллекционные сборы >нтомофауны района исследований; проведено около 1,2 тыс. замеров поглощеной юзы в ассимилирующих органах с применением термолюминисцентных дозиметров 1 около 3,5 тыс. замеров мощности экспозиционной дозы гамма-излучения

дозиметром ДРГ-01Т; выполнен спектрометрический и радиохимический анализ 150 проб почвы.

Материалы полевых исследований обрабатывались общепринятыми статистическими методами.

3. СОСТОЯНИЕ И РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ СОСНОВЫХ КУЛЬТУР В ЗОНЕ ОТЧУЖДЕНИЯ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС.

На основании приведенных в диссертации результатов биометрии (табл.1), учетов состояния растений в экспериментальных сосновых культурах, проведенных через 6, 11 и 19 месяцев хронического облучения со средней мощностью экспзоционной дозы гамма-излучения от 20 мкР/час до 50 мР/час при диапазоне доз облучения от 0,001Гр (контроль) до 65,43Гр, и выявления причин гибели растений можно сделать следующие выводы:

Таблица 1.

Результаты биометрии в экспериментальных культурах сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) после одиннадцати месяцев облучения (ноябрь-сентябрь).

Поглощенная Посадочный материал с Посадочный материал с

доза (у ±/?) на открытой корневой системой закрытой корневой системой

ассимилирую- Прирост, мм Длина хвои, мм Прирост, мм Длина хвои, ми;

щие органы, Гр

2x10"3 74,4 ±4,4 50,7 ±2,7 147,4 ±4,4 44,3+1,1

3,83 105,9 ±5,1 45,3 ±1,6 130,1 ±4,2 52,6 ±1,3

19,21 82,5 + 4,8 43,7+1,5 - -

38,31 31,2+6,0 29,1 ±2,3 66,3 ±6,2 32,3 + 2,6

- стимуляция ростовых процессов у двухлетних саженцев сосны обыкновенной ! первый год после посадки проявляется при дозе на ассимилирующие органы 4 Гр/год ЛДзо для двухлетних саженцев сосны, высаженных осенью в открытый грун' составляет около 40 Гр/год, а ЛД50 - около 60 Гр/год;

- практически на всей территории, загрязненной радионуклидами при аварии н ЧАЭС, кроме относительно небольшой территории в районе "рыжего леса'

адиоустойчивость сосны не лимитирует ее естественное или искусственное озобновление; основными лимитирующими факторами при лесокультурных >аботах, кроме, естественно, дозовых нагрузок на работников лесного хозяйства вляются соблюдение технологий и агротехнических приемов лесовыращивания с |бязательным соблюдением правил по защите от вредителей и болезней;

- майские хрущи и сопутствующие им корневые вредители в зоне радиоактивного агрязнения в благоприятных для них природно-хозяйственкых условиях являются 1Сновной причиной гибели 20-50% саженцев сосны, что существенно обуславливает геобходимость применения комплекса мероприятий по защите от них лесных сультур; сосны, высаженные в торфобрикетах, более устойчивы, чем растения, юсаженные в открытый грунт и поэтому сосновые культуры целесообразно создавать материалом с закрытой корневой системой, который более устойчив к воздействию тонизирующего излучения, лесопатологического и 'большинства других стрессовых факторов.

Необходимо подчеркнуть, радиационные эффекты на тканевом, клеточном и генетическом уровнях на этих же экспериментальных площадках изучались другими исследователями/В.П.Сидоров, В.Л.Дьяков, С.А.Чернов, 1990 и др./.

4. ВИДОВОЙ СОСТАВ И ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ КОРНЕВЫХ ВРЕДИТЕЛЕЙ В ЗОНЕ ОТЧУЖДЕНИЯ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС Видовой состав корневых вредителей в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС довольно разнообразен. Основными из них являются представители трех отрядов, пяти семейств. Среди них жесткокрылые (Coleóptera), особенно представители сем. Scarabaeidae, имеют наибольшее значение для лесного хозяйства. Для зоны отчуждения ЧАЭС типичны 9 видов гшастинчатоусых, а наиболее значим Melolontha hippocastani F. - восточный майский хрущ.

Личинки щелкунов (Elateridae) в районе исследований гораздо менее вредоносны, чем личинки пластинчатоусых, но в некоторых стациях их численность достаточно велика и 3 вида могут рассматриваться как сопутствующие вредители корней лесных культур.

Личинки долгоносиков (Сигси1шш(1ае) встречаются в зоне отчуждения ЧАЭС почти повсеместно, но их значение как корневых вредителей лесных культур крайне невелико; а гусеницы подгрызающих совок (А^оипае) в значительных количествах отмечались нами только в благоприятные по погодным условиям годы в почве на опушке «рыжего леса» и в прочих притененных местах, в т.ч. совки рода Agrotis.

Единичные особи Огу1Ыа1ра {*гу11о!а1ра Ь. - медведки обыкновенной были собраны в увлажненных и богатые гумусом или перегноем биотопах непосредственно в окрестностях г. Чернобыля, а также в пойме р. Припяти.

Т.к. тема диссертационной работы не предполагала углубленных фаунистических исследований, нами выделены только 17 наиболее важных видов корневых вредителей сосновых культур и предлагаемый в диссертации список может быть легко дополнен другими исследователями. В диссертации приведены также основные биологические особенности перечисленных видов в зоне отчуждения ЧАЭС.

Анализируя динамику популяций пластинчатоусых, как, впрочем, и других корневых вредителей в различных стациях 30-км зоны Чернобыльской АЭС, можно отметить их четкую стациальную приуроченность (рис. 1).

Календарные годы

[□Бывшая пашня □ Редины В Прогалины В Опушка "рыжего леса" В "Рыжий пес" »Дезактивированные земли]

Рис.1. Абсолютная численность пластинчатоусых в различных стациях зоны отчуждения Чернобыльской АЭС (преимагинальные стадии онтогенеза).

Почвенные энтомокомплексы на участках бывших пашен формируются на эснове сильно обедненной видами макроэнтомофауны бывших возделываемых полей, выведенных из пользования в результате изменившегося в связи с радиоактивным ¡агрязнением режима хозяйствования. К моменту почвенных раскопок на бывшей лашне в течение полных трех лет (1987-89 гг.) антропогенный пресс не оказывал прямого давления. Произошло полное задернение почвы (преимущественно туговыми злаками). В результате в настоящее время здесь формируется типичный туговой ценоз с обычными для условий Полесья видами с преобладанием личинок целкунов, численность которых достигает 7-Юшт/м2 (рис.2).

Календарные годы

|ОБыв. сЛ.угодья □ Редины РПрогалины В Опушка "рыж, леса" Н"Рыж.лес* ИДезактив. земли |

Рис.2.Абсолютная численность щелкунов в различных стациях зоны отчуждения Чернобыльской АЭС (преимагинальные стадии онтогенеза).

По мере зарастания бывших пашень древесно-кустарниковой растительностью возрастает и численность личинок пластинчатоусых, увеличившаяся здесь за время исследований в 2 раза. В последующем на бывших сельскохозяйственных угодьях, загрязненных радионуклидами, при благоприятных погодных условиях и при

их естественном заращивании древесно-кустарниковой растительностью следует ожидать увеличения плотности поселения пластинчатоусых и снижения доли личинок щелкунов в общей численности корневых вредителей.

На землях, где проводилась уборка «рыжего леса» с последующей засыпкой и мероприятиями по пылеподавлениго, естественные лесные экосистемы были разрушены не только в результате облучения, но и в связи с интенсивной деятельностью человека по изменению агрохимических свойств почв. В результате мы имеем здесь сильно обедненную флору и фауну. Не стала исключением и почвенная энтомофауна. Группа корнегрызущих насекомых представлена на дезактивированных землях на 80-100% пластинчатоусыми, абсолютная численность которых однако не превышает 1 шт/м2. Преимущественно эти участки заселяет садовый хрущик с одногодичным циклом развития, для которого здесь создались благоприятные почвенные условия.

Своеобразная история «рыжего леса», суксцессионные процессы, проходящие здесь с 1986 года, отражаются и на почвенной энтомофауне. До аварии на ЧАЭС мь: могли бы наблюдать на участках в районе ст. Янов видовой состав корневых вредителей, аналогичный тому, который мы зарегистрировали на контрольном участке. Сейчас видовой состав на участках в глубине «рыжего леса» постепеннс приближается к тому, который мы наблюдаем в рединах, хотя суммарная плотност! личинок корневых вредителей в «рыжем лесу» (3,6 - 8,4 шт/м2) во все годь наблюдений была заметно ниже, чем в рединах (19,6 - 25,4 шт/м2). Это находится I прямой связи с суксцессионными процессами последних десяти лет. Численносп корнегрызущих насекомых в почве «рыжего леса» невелика и, учитывая малук вероятность лесокультурных работ в «рыжем лесу» в ближайшие десятилетия, < практической точки зрения имеет небольшое значение.

В рединах преобладают пластинчатоусые, прежде всего восточный майскш хрущ (13 - 17 шт/м2). Эти участки потенциально наиболее опасны для создаваемы) лесных культур. Наиболее неблагоприятными участками для создания лесны> культур в зоне радиоактивного загрязнения в 1990-ые и последующие годы мь считаем редины и задерненные бывшие поля. На этих участках мы безусловш рекомендуем применение мер по защите корневых систем высаживаемых растений о'

едителей. На землях, где проводилась сводка "рыжего леса" ситуация остается ясной. Все зависит от климатических условий в ближайшие 2-3 года, темпов зернения насыпанных грунтов. Большое значение имеет чередование летных годов ущей, что показано в разделе 5.

Таким образом, мы пришли к выводу, что радиационный фактор на сстановительной стадии радиационной аварии оказывает не прямое, а осредованное влияние на фауну корнегрызущих насекомых. Видовой состав, ациальная приуроченность и биология корневых вредителей в зоне отчуждения рнобыльской АЭС являются типичными для данного географического региона; их сленность в этот период в большей степени зависит не от прямого воздействия низирующего излучения, а от экологической ситуации на каждом отдельном астке, сложившейся в связи с нарушением целостности биогеоценозов и менившимся режимом хозяйственной деятельности.

5. ВОСТОЧНЫЙ МАЙСКИЙ ХРУЩ В ЗОНЕ ОТЧУЖДЕНИЯ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС Изучению популяции восточного майского хруща, имеющей наибольшее актическое значение и развивающейся в условиях радиоактивного загрязнения, мы елшш особое внимание.

В зоне отчуждения Чернобыльской АЭС восточный майский хрущ имеет гырехлетнюю генерацию с ярко выраженным летным коленом (колено № 2, гящее в следующие после високосного годы) и его популяция состоит на 100% из ■ков фенотипа «швррез». Нами также установлено, что 1989, 1993, 1997, 2001гг. тяготея годами массового лета этого вида. Любопытно, что лет этого же колена элюдался под Киевом в 1913г. З.С.Головянко, а в 1929 и в 1933гг. В.И.Пархоменко. I нашему мнению, т.к. в 1988 г. в почве находились наиболее вредоносные для ;ных культур личинки третьего возраста, то именно в связи с очередностью летных ив, лесные культуры, посаженные в 30-км зоне в 1988г. без консультаций с говодами и проведения необходимых защитных мероприятий, попали в наиболее вреждаемый майским хрущом период. Тогда повреждение культур хрущем ^словило гибель 20-50% высаженных сосенок /П.С.Пастернак, Н.Д.Кучма и др,

1990г./. А это привело к необоснованному облучению большого количеств? военнослужащих, вручную проводивших посадки. Согосподствующего колена хруща в зоне ЧАЭС практически не наблюдается. Все другие колена составляют от 3 до 11°Л популяции (табл.2).

Таблица 2.

Соотношение различных колен восточного майского хруща в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС.

Название колен Соотношение колен, % Календарные годы лета колен

№1 - предлетное 11 1988, 1992, 1996, 2000

№2 - летное 78 1989, 1993, 1997, 2001

№3 - послелетное 8 1986, 1990, 1994, 1998,

№4 - межлетное 3 1987, 1991, 1995, 1999

На рис.3 показано, что наибольшей численности популяции майскж хруще} достигают в рединах сосновых молодняков, где в условиях притенения развиваются

1990

1991 1993

Календарные годы

[□Бывшая пашня □Редины В Прогалины ЕЯ Опушка "рыжего леса" В "Рыжий лес" «Дезактивированные аемли!

Рис. 3. Абсолютная численность майских хрущей в различных стациях зоны отчуждени: Чернобыльской АЭС (преимагинальные стадии онтогенеза).

их устойчивые очаги и численность личинок поддерживается на уровне 13-17 шт/м2.

В рединах майские хрущи явно доминируют над другими видами корневых редителей, составляя от 60 до 70% их численности. В более затененных местах под ологом леса в пределах зоны отчуждения Чернобыльской АЭС, где плотность их эпуляций не превышает 4 шт/м2, хрущи гораздо менее вредоносны, хотя и здесь эминируют над другими видами, составляя около половины общей численности зрнегрызущих насекомых в почве. Исключение составляют только гзактивированные земли, на которых отсутствие растительности и почвенные :ловия неблагоприятны для этого вида (рис. 4).

Календарные годы

¡0 Бывшая пашня □ Редины Н Прогалины В Опушка "рыжего леса" В"Рыжий лес" И Дезактивированные земли |

1С.4 Относительная численность майских хрущей в сообществах корневых вредителей в □личных стациях зоны отчуждения Чернобыльской ЧАЭС (преимагинальные стадии 1тогенеза).

Как уже упоминалось нами в разделе 1, насекомые по сравнению со многими >угими живыми организмами обладают довольно высокой радиорезистентностью. Дюо при остром облучении для большинства взрослых форм насекомых находится пределах 80-2000 Гр. Например, стерилизацию самцов майских хрущей вызывает ¡трое облучение в дозах 25-40 Гр /Я.П.Циновский и др., 1970/. Таких высоких доз в

зоне отчуждения ЧАЭС к моменту наших исследований не наблюдалось. 40 Гр/год личинки хруща получали только на участках в районе «рыжего леса» и мы не фиксировали их видимого воздействия на сроки вылета имаго, развития яиц, личинок и куколок.

Таким образом, радиационный фактор при плотности загрязнения почвы гамма-излучающими радионуклидами от фоновой с учетом глобальных выпадений до 11000 Ки/км2 в период с 1990 по 1995 гг. не оказал прямого существенного влияния на численность майского хруща в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС, наблюдается только , его долговременное косвенное влияние в результате изменения состава и структуры исторически сложившихся в зоне биогеоценозов, обусловленного изменением режима хозяйственной деятельности. Очаги его повышенной численности связаны с характерной для данного региона приуроченностью к слабо притененным почвам в рединах и молодняках. В районе исследований в результате благоприятных почвенно-экологических условий имеется значительное количество площадей, где высокая плотность майских хрущей делает необходимым при производстве лесных культур осуществлять специальные меры борьбы с ними.

б. ЗАЩИТА СОСНОВЫХ КУЛЬТУР ОТ КОРНЕВЫХ ВРЕДИТЕЛЕЙ В ЗОНАХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

На примере химического метода нами показано, что в условиях загрязнения экосистем радионуклидами можно осуществлять борьбу с корневыми вредителями с использованием ряда рекомендуемых действующими нормативно-регламентирующими документами методов.

Инсектицид - базудин (диазинон) в виде 40% с.п. вносили вручную с заделкой в почву междурядий после весеннего учета 1990 г. в конце апреля после подъема личинок корневых вредителей с зимовки в верхние слои почвы (расход препарата 12 кг/га). Некоторое завышение норм расхода по сравнению с рекомендуемыми объяснялось тем, что инсектицид в виде с.п. труднее распределить по площади, и он меньшее время сохраняется в почве, чем в гранулированном виде. Мы были вынуждены ограничиться указанной технологией, т.к. культуры также создавались вручную и вносить базудин механизированным способом не представлялось

ззможным. Эффективность обработок определялась по регламентированной етодике.

В результате проведенной нами обработки экспериментальные сосновые лпьтуры удалось практически полностью защитить от корневых вредителей. В тех фиантах, где обработка базудином не выполнялась, до 80% отпада было вызвано >дгрызанием корневых систем сосенок почвообитающими личинками насекомых.

Базудин оказался наиболее эффективен против личинок пластинчатоусых: средняя зфективность 77% (61-84%). Такие результаты в целом соответствуют результатам ¡работок на землях, неподвергавшихся радиоактивному загрязнению (табл. 3).

Таблица 3.

Плотность популяций корневых вредителей в различных стациях на участках,

обработанных (числитель) и необработаных (знаменатель) базудином, шт/м2.

Стации Систематические группь! корневых вредителей

Пластинчато-усые Щелкуны Долгоносики Подгрызающие совки

.шшая пашня 2,7±0,6/1,1 ±0,2 9,3±2,1/1,4±0,4 0,4 ±0,1/0,3 ±0,1 1,1 ±0,2/0,3 ±0,1

дины 19,7 ±4,2/3,9 ± 1, 1 1,3 ±0,3/1,1 ±0,2 0,9±0,2/0,8±0,2 0,2±0,1/0,1 ±0,1

зогалины 3,7±0,5/0,6±0,2 1,8 ±0,3/1,4 ±0,3 1,0 ±0,2/0,7 ±0,2 0,4 ±0,1/0,2 ±0,1

тушка «рыто леса» 2,2 ±0,3/0,5 ±0,1 2,3±0,5/0,2±0,1 0,5 ±0,1/0,2 ±0,1 4,2± 1,1/2,1 ±0,4

ыжий лес» 3,2±0,5/0,5±0,1 0,4±0,1/0,2±0,1 - -

зактивиро-нные земли 0,8 ±0,2/0,2 ±0,1 0,1±0,1/<0,1

Экономическая эффективность лесозащитных мероприятий в условиях циоактивного загрязнения должна определятся не только на основании аькуляции себестоимости работ, прямого и косвенного ущерба при применении и неприменении защитных мер, но и с учетом уменьшения воздействия [щационного фактора на работников лесного хозяйства. Более того, именно ¡сращение дозозатрат и является в условиях радиоактивного загрязнения

интегрированным параметром, по которому оценивается эффективность всех защитных мероприятий в лесном хозяйстве.

Нами даны рекомендации по защите лесных культур и молодняков, основанные материалах наших собственных исследований а также на существующем опыте борьбы с корневыми вредителями, суммированном в действующих нормативных документах по лесозащите и лесовосстановлению. Наши рекомендации, в свою очередь, были использованы при подготовке ряда нормативных актов по ведению лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения. Они содержат систему интегрированных мероприятий, включающую надзор, лесохозяйственные, лесокультурные, химические и биологические меры борьбы и учитывают ряд особенностей, связанных с минимизацией дозовой нагрузки на работающих при производстве культур и запрещением мероприятий, способствующих запыленности воздуха. Экономия дозозатрат в условиях радиоактивного загрязнения определяется, исходя из экономии человекодней, необходимых для выполнения работ с учетом мощности экспозиционной дозы в местах проведения лесокультурных работ и ингаляционного поступления радионуклидов в организм работающих.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

В результате наших полевых наблюдений и экспериментов впервые установлено, что и в условиях радиоактивного загрязнения почвы с плотностью до 11000 Ки/км2 в течение 4-10-го годов после, аварии на Чернобыльской АЭС не зафиксировано прямого радиационного воздействия чернобыльской аварии на видовой состав и биологию представителей мезофауны, повреждающих корневые системы в сосновых культурах, и особенно наиболее хозяйственно значимого вида - восточного майского хруща, но отмечено опосредованное влияние радиоактивного загрязнения через изменение состава и структуры сложившихся до аварии биогеоценозов и прекращение хозяйственного использования территории.

В условиях полевых экспериментов нами также выявлено, практически на всей территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению при аварии ЧАЭС, кроме небольшой территории в районе "рыжего леса", радиоустойчивость сосны не лимитирует ее естественное или искусственное возобновление, а стимуляция

ростовых процессов у двухлетних саженцев сосны обыкновенной в первый год после посадки проявляется при поглощенных ассимилирующими органами дозах 4 Гр/год. ДДзо для двухлетних саженцев сосны, высаженных осенью в открытый грунт составляет около 40 Гр/год, а ЛД50- около 60 Гр/год.

Вместе с тем, в районе исследований в результате благоприятных почвенно-экологических условий имеется значительное количество площадей, где высокая численность корневых вредителей делает необходимым при производстве лесных культур осуществлять специальные меры борьбы с ними. В зоне отчуждения Чернобыльской АЭС нами определены основные популяционные показатели восточного майского хруща, годы массового лета имаго и показано, что очаги его повышенной численности связаны с характерной для данного региона стациальной приуроченностью к слабо притененным почвам в рединах и молодняках.

В пределах всего диапазона плотности загрязнения почвы радионуклидами, образовавшегося в результате аварии Чернобыльской АЭС, нами проверен химический метод Защиты сосновых культур от корневых вредителей, показана его эффективность в этих условиях и даны рекомендации по комплексной защите культур от корневых вредителей в условиях радиоактивного загрязнения. Рекомендации основаны на применении известных интегрированных методов защиты и направлены не только на собственно лесозащитный эффект, но и на уменьшение коллективной дозы облучения людей при условии непревышения установленного законодательством предела индивидуальных доз.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Концепция ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения.// Тез. Докл. 1 Междунар. Конф. «Биологические и радиоэкологические последствия аварии на ЧАЭС» (Зеленый Мыс 10-18.09.1990). М., 1990. С 11. (в соавторстве).

2. Радиочувствительность и санитарное состояние сосновых насаждений в зоне аварии на ЧАЭС.// Тез. Докл. 1 Междунар. Конф. «Биологические и радиоэкологические последствия аварии на ЧАЭС» (Зеленый Мыс 10-18.09.1990). М., 1990. С. 19. (в соавторстве).

3. Действие радиоактивного загрязнения на санитарное состояние насаждений.// Тез. докл. Всесоюз. науч.-практ. конф. Гомель, БелНИИЛХ, 1990. С. 10 .

4. К оценке действия радиоактивного загрязнения на санитарное состояние насаждений.//Тез. Докл. Всесоюз. науч.-практ. конф. мол.уч., асп. и спец. отрасли. Пушкино, ВНИИЛМ, 1990. С. 140.

5. Видовой состав насекомых, повреждающих корневые системы в лесных культурах на землях 30-км зоны Чернобыльской АЭС. // Тез. докл. 2-ой Всесоюз. научн.-техн. конф. «Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов», ч.З, М., МЛТИ, 1991, С. 86-88. (в соавторстве).

6. Некоторые практические вопросы защиты лесов, загрязненных радионуклидами, от вредителей и болезней. // Мат. Росс, радиобиолог. Научно-практ. конф. «Проблемы экологического мониторинга», ч. II, Брянск, 1991, С. 16-17. (в соавторстве).

7. Корневые вредители лесных культур, создаваемых в зоне отселения Чернобыльской АЭС.//«Лесное хозяйство». 1993. №1. С. 33-34.

8. Рекомендации по лесопользованию в 30-километровых зонах вокруг АЭС.// Рослесхоз, М., 1994. 38 с. (в соавторстве).

9. Лесопользование в 30-кнлометровых зонах вокруг атомных электростанций России. Обзорн. информ., М., ВНИИЦлесресурс, вып. 6, 1995. С. 1-21. (в соавторстве).

10. Организация лесного хозяйства в 30-км зонах атомных станций с учетом опыта ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. // Тез. докл. Всеросс. Конф. «Радиоэкологические, медицинские и социально-экономические последствия аварии на .Чернобыльской АЭС. Реабилитация территорий и населения». М., 1995. С. 114. (в соавторстве).

11. Лесное хозяйство России, подвергшееся радиоактивному загрязнению.// «Химия в сельском хозяйстве». 1996. №1. С. 11-13. (в соавторстве).

12. Руководство по ведению лесного хозяйства в зонах радиоактивного загрязнения от аварии на Чернобыльской АЭС (на период 1997-2000гг.).// М., Рослесхоз, 1997. 128 с. (в соавторстве).

13. Эколого-лесоводственные последствия радиоактивного загрязнения лесного фонда.// Тез. докл. Всеросс. сов. работников л/х «Устойчивое управление лесами и сохранение биологического разнообразия в лесном фонде Российской Федерации». Пушкино, 1997. С. 122-123. (в соавторстве).