Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Мониторинг непарного шелкопряда в Приморском крае

ВАК РФ 03.00.09, Энтомология

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Бабурина, Александра Георгиевна, Москва



МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА

Мониторинг непарного шелкопряда в Приморском крае

Специальность - 03.00.09 - "Энтомология"

Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук

На правах рукописи

БАБУРИНА Александра Георгиевна

Научный руководитель -кандидат биологических наук, доцент В.А. Липаткин

Москва -1999 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА РАБОТ 8

1.1 Природные особенности района исследований 8

1.2 Значение района работ 17

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБЪЕМ РАБОТ 21

3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НЕПАРНОГО ШЕЛКОПРЯДА В ПРИМОРСКОМ КРАЕ 33

3.1 Систематическое положение, ареал и морфология 33

3.2 Фенология 41

3.3 Особенности биологии 46

3.4 Динамика численности непарного шелкопряда 58

3.4.1 Современное состояние вопроса 58

3.4.2 История изучения вспышек массового размножения

непарного шелкопряда на Дальнем Востоке 71

4. ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРОМОННЫХ ЛОВУШЕК ДЛЯ МОНИТОРИРНГА НЕПАРНОГО ШЕЛКОПРЯДА В ПРИМОРСКОМ КРАЕ 79

4.1 Учеты бабочек в феромонных ловушках. История вопроса 80

4.2 Зависимость между уловистостью ловушек и плотностью популяции непарного шелкопряда 89

4.2 Динамика уловистости ловушек в 1993-1998 гг. 97

5. ОСОБЕННОСТИ СИСТ/ЕМЫ РАЗМЕЩЕНИЯ ФЕРОМОННЫХ ЛОВУШЕК ДЛЯ МОНИТОРИНГА НЕПАРНОГО ШЕЛКОПРЯДА НА КОНТРОЛИРУЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ 115

5.1 Влияние экологической неоднородности территории на

количество отлавливаемых бабочек 115

5.2 Эффективность феромонных ловушек на разных уровнях численности популяции непарного шелкопряда 142

6. ОРГАНИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГА И АЛГОРИТМ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЧИСЛЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИИ НЕПАРНОГО ШЕЛКОПРЯДА 152

6.1 Система надзора за непарным шелкопрядом 152

6.2 Алгоритм принятия решения по управлению численностью непарного шелкопряда 157

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ КАРАНТИННОГО МОНИТОРИНГА НЕПАРНОГО ШЕЛКОПРЯДА 161

ВЫВОДЫ 164

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 169

ПРИЛОЖЕНИЯ 184

О ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы обусловлена возросшим значением непарного шелкопряда и новыми проблемами, возникшими с этим широко известным вредителем леса на юге Дальнего Востока. Ранее считалось, что для лесного хозяйства Дальнего Востока непарный шелкопряд не опасен, так как повреждает, в основном, низкобонитетные и малопроизводительные дубняки, гибели насаждений в результате их повреждения не наблюдалось. Поэтому истребительных мероприятий против непарного шелкопряда на Дальнем Востоке ранее не планировалось и не проводилось. Отношение к этому вредителю в корне изменилось в 1992 г., когда из-за вспышки массового размножения непарного шелкопряда в Приморском крае и случаев обнаружения его кладок на кораблях были приостановлены торговые отношения между Россией и странами Северной Америки. С этого момента дальневосточной популяции вредителя стали уделять повышенное внимание специалисты лесной и карантинной служб России и США. В 1992 г. непарный шелкопряд был внесен в перечень карантинных видов вредителей, а с 1993 г. в Приморском крае начали осуществляться совместные российско-американские работы по надзору за состоянием популяции, которые продолжаются до 11 асто я ще го в р е м е н и.

Выбор темы определяется отсутствием эффективной системы надзора за непарным шелкопрядом на больших площадях и чётких ггридержек для назначения мероприятий, направленных на контроль численности популяции в целях предотвращения вспышек массового размножения и интродукции карантинного вредителя в другие страны. Необходимость решения этой

проблемы диктуется также новой задачей - организацией эффективного мониторинга, адаптированного к условиям припортовых районов Приморского края.

Исследования выполнялись в составе полевой партии Московской специализированной лесоустроительной экспедиции (с 1998 г. Российский центр защиты леса) совместно со специалистами Приморской станции защиты леса (с 1998 г. Приморский региональный центр защиты леса) в рамках российско-американского соглашения о проведении мониторинга непарного шелкопряда на Дальнем Востоке.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы - предложить систему управления популяцией непарного шелкопряда в насаждениях, расположенных вокруг трёх российских дальневосточных портов.

Для выполнения этой цели были поставлены задачи: « выявить закономерности внутрипопуляционной изменчивости непарного шелкопряда на основе оценки морфометрических параметров бабочек на юге Приморского края; » изучить фенологию лёта и уточнить биологические особенности

непарного шелкопряда, связанные со сроками и местами откладки яиц; ® изучить особенности распределения и динамику численности шелкопряда на низком, уровне его численности;

• выявить факторы, влияющие на уловистость феромонных ловушек, а также участки, где уловистость ловушек достоверно различается и на этой основе предложить и апробировать систему размещения феромонных ловушек;

® разработать систему карантинного мониторинга непарного шелкопряда на основе учётов бабочек с помощью феромонных ловушек;

• предложить алгоритм принятия решения по управлению популяцией непарного шелкопряда в условиях южной части Приморского края.

Научная новизна исследований. На основе изучения биологических особенностей, пространственно-временной изменчивости и динамики численности непарного шелкопряда предложена эффективная система контроля его популяции в припортовых зонах южного Приморья с применением феромонных ловушек и с использованием алгоритма принятия решений о целесообразности проведения истребительных мероприятий.

Практическая значимость исследований заключается в том, что впервые на основании широкомасштабной апробации метода феромонного надзора разработана система карантинного мониторинга непарного шелкопряда в насаждениях вокруг трёх дальневосточных портов.

Получен большой объём фактических и аналитических данных для банка данных '"Непарный шелкопряд" в рамках совместных российско-американских работ по мониторингу непарного шелкопряда на Дальнем Востоке.

Данные по ежегодным учетам вредителя являлись основной частью отчетов по мониторингу непарного шелкопряда в лесных насаждениях вокруг портов Владивосток, Восточный и Находка и получили положительную оценку специалистов лесных служб России и США. Результаты учетов использовались при планировании карантинных мероприятий в портах и назначении истребительных мероприятий в насаждениях против непарного шелкопряда на весну 1999 г.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на ежегодных научных конференциях МГУЛ (1996-1999 гг.) и на российско-американских совещаниях при Федеральной службе лесного хозяйства Российской Федерации в 1993-1998 гг. (Москва), на научно-методической конференции по проблеме "Мониторинг состояния зеленого фонда города: методы, средства, прогнозы и принятия решений" в 1998 г. (МГУЛ), на международном симпозиуме "Биологическая и интегрированная защита леса" в

1998 (г. Пушкино), на совещании при Лесной службе США в 1998 г. (Вашингтон).

По материалам диссертации опубликованы 5 статей.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 149 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, рекомендаций и выводов, включает 24 таблицу и 23 рисунка. Список использованных литературных источников включает 136 наименований, из них 47 иностранных.

Автор выражает глубокую благодарность своему руководителю доценту В.А. Липаткину, профессору Е.Г. Мозолевской, а также всему коллективу кафедры экологии и защиты леса МГУЛ. Автор считает своим долгом поблагодарить лесную и карантинную службы США в лице Энн Бартаска, Стива Мансона и Виктора Мастро за предоставление необходимого оборудования и расходных материалов, а также сотрудников Российского и Приморского регионального центров защиты леса за помощь в сборе полевых материалов.

Г л а в а 1

1. Характеристика района работ 1.1 Природные особенности района исследований

Исследования проводились в насаждениях Владивостокского и Сергеевского лесхозов Приморского края в пределах Владивостокского и Партизанского административных районов Приморского края, а также на землях, принадлежащих городам Владивостоку, Находке и Врангелю. Территория работ представлена двумя лесными массивами, удаленными друг от друга на 220 км.

Леса Владивостокского лесхоза расположены в центральной части п-ова Муравьева-Амурского, район работ граничит на севере с городской чертой поселка Угловое, на юге - города Владивосток. С востока и запада полуостров омывается водами Японского моря, соответственно Уссурийского и Амурского заливов. В Сергеевском лесхозе район работ с запада, севера и востока окружают лесонасаждения, с юга подходит Японское море.

Рельеф района исследований представляет собой типичную горную местность, расположенную на склонах хребтов Океанский и Береговой на п-ове Муравьева-Амурского (порт Владивосток) и на юго-восточных склонах хребта Ливадийского и склонах западных экспозиций хребта Партизанского, которые являются отрогами хребта Сихотэ-Алинь (порты Находка и Восточный). Наиболее высокие отметки и крутосклонность наблюдаются на территории Партизанского лесхоза, абсолютные отметки наиболее высоких гор 1334 м н. у. м. (г. Ливадийская) и 1010 м (г. Черный куст). Преобладающими являются склоны крутизной 21...35° (около 50 %). Вдоль побережья высота сопок и крутизна склонов значительно ниже, высота обычно не превышает 400 м, крутизна -15...25°. Береговая линия сильно изрезана, крутосклонна и скалиста.

На территории Владивостокского лесхоза высотные отметки не превышают 460 м, преобладающая крутизна склонов 15...25° и только на небольшой площади встречаются склоны крутизной более 30°.

Почвы сильно связаны с рельефом. В геологическом отношении территория испытала неоднократные поднятия и опускания суши, в результате чего массивные критические и метаморфизированные отложения мезозойского периода, представленные гранитами, кварцитами и глинисто каменистыми сланцами, местами покрыты морскими отложениями и продуктами сноса, местами -прорвавшимися андезитовыми лавами позднетретичного возраста.

По данным Приморской лесоустроительной экспедиции /63,64/, склоны горных хребтов и их отроги покрыты горно-лесными каменистыми почвами, склоны предгорно-увалистой части территории заняты дерново-подзолистыми почвами различной степени оподзоленности, оглеенности и каменистости.

В верхней части хребтов и их отрогов располагаются неразвитые бурые неоподзоленные почвы производительностью IV...V классов бонитета. Ниже располагаются бурые лесные оподзоленные почвы, гумусовый горизонт которых хорошо развит, достигает 15...20 см, с хорошо выраженной комковато-зернистой структурой. Характеризуются производительностью III класса бонитета. Буро-подзолистые почвы, отличающиеся от бурых оподзоленных меньшей гумусированностью и наличием подзолистого горизонта мощностью 20...30 см, развиваются на более пологих склонах и являются переходной стадией от бурых почв к дерново-подзолистым. Производительность колеблется в пределах III...IV бонитета, для сухих разностей - V бонитета.

Средние и нижние склоны гор крутизной до 10° и надпойменные террасы рек характеризуются дерново-подзолистыми почвами производительностью III класса бонитета.

Водный режим данных участков характеризуется сильно развитой гидрографической сетью рек и ручьев, впадающих в Японское море (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Характеристика основных рек и водоемов, находящихся на территории объектов

Наименование рек и водохранилищ Куда впадает река Протяженность реки (км) или площадь водоема(га) Скорость течения, м/сек Ширина, м Глубина, м

Порт Владивосток

рБторая Речка р.Черная Речка р. Лазурная р. Богатая р.Б.Пионерская Р.М.Пионерская вдхр.Седанское вдхр. Богатое Амурский залив Амурский залив Уссурийский залив вдхр. Богатое -Амуоский залив вдхр. Седанское-Амурский залив вдхр. Седанское-Амуоский залив 8 7 7 18 11 6 183 93 2,1 2,2 2,3 2,2 2,2 2,2 6 6 4 7 5 5 0,4 0,4 0,3 0,6 0,4 0,3 12 8

Порт« Находка н Восточный

рПартизанская р. Ольга р. Падь Кривая р. Литовка р. Волчанка Японское море р. Партизанская р. Партизанская Японское море Японское море 137 25 15 30 28 1,5 2,3 2,0 2,0 2.0 60 10 3 10 7 1,8 0,5 0,3 0,3 0,3

Реки Богатая и Большая и Малая Пионерские во Владивостокском лесхозе являются источниками водоснабжения городов Владивосток и Артем, наполняя водохранилища Богатое и Седанское. Все реки являются горными с большим уровнем подъема и падения воды, значительной скоростью течения и перекатами. Питание рек происходит за счет грунтовых вод и атмосферных осадков, большая часть которых выпадает в летний период, что вызывает резкий и большой подъем воды. Весенние паводки в связи с малым снежным покровом незначительны /63, 64/.

На хребтах и верхних частях склонов с маломощным почвенным покровом, подстилаемым глыбистым делювием, создается гидрологический режим, неблагоприятный для лесной растительности. Почвенные воды здесь не задерживаются, скатываясь вниз по склону, и наблюдаются только в момент выпадения осадков. Грунтовые воды на склонах залегают, как правило, глубоко и выходят на поверхность только по трещинам основных пород. В нижней части по-

логих склонов, а также на подошвах склонов и в долинах, почвенные воды более устойчивы. Гидрологический режим для растительности здесь благоприятнее, чем в верхних частях склонов и на водоразделах.

Заболоченные участки встречаются в виде небольших "ерников" - переувлажненных мест в долинах рек и в прибрежной полосе моря, заросших кустарником. Площадь болот составляет менее 0,1 % от площади, на которых проводились работы.

Климат Южного Приморья относится к муссонному типу, характеризуется сезонной сменой атмосферной циркуляции, постоянными ветрами, высокой влажностью воздуха, большим количеством дней с туманами, резкой сменой погоды и частыми тайфунами (до 30 в год) /Какорина, 1992/.

В зимнее время район находится под воздействием холодных и сухих воздушных масс, формирующихся в области мощного азиатского антициклона над Якутией, Забайкальем и верхним Амуром. Погода ясная и морозная. В период с конца сентября по апрель действуют ветра северо-западного направления. Летом движение воздушных масс имеет противоположное направление: с юго-востока на северо-запад. В первой половине лета с Японского моря на сушу переносится прохладный и влажный морской воздух, во второй половине - теплый и очень влажный. Действие летнего муссона длится с мая по сентябрь. Направление ветров, по данным метеостанций гг. Владивостока, Сад-Города, Артема и Находки, в сильной степени зависит от близости моря и рельефа местности: по широким долинам (реки Арсентьева, Партизанская) - преобладают ветры южных и юго-западных направлений (30...50 %), на побережье - северо-восточных, восточных и юго-восточных направлений. В августе месяце часто наблюдается проникновение теплого воздуха с Филиппин на Посьет, Владивосток и на восток вплоть до Партизанска. В результате чего температура в этом районе на 10° выше, чем в остальных районах Приморья /Сочава, 1944/.

Наряду с сезонной сменой ветров наблюдается суточная смена, особенно в летнее время в прибрежной зоне: днем - с моря на сушу, ночью - наоборот. Средняя скорость ветра во Владивостоке в летний период 5,7 м/сек, в Находке -4.2 м/сек.

Среднегодовая температура воздуха во Владивостоке - +3,5 °С, в Партизанске - +4,1 °С. Наиболее теплые месяцы июль (+17,1° и +19,3°) и август (+19,5° и +20,1°). Продолжительность вегетационного периода 170... 185 дней, на побережье - 195. Период с температурой воздуха выше 10° составляет 135...150 дней, сумма температур за этот период - 2200...2600° /45/.

Годовая сумма осадков колеблется от 620 до 830 мм, причем на летний период с мая по сентябрь их приходится 57 %, относительная влажность воздуха при этом в среднем составляет 85 %. Дефицит влажности воздуха в районе исследований обычно невелик и мало изменяется с удалением от моря (рис. 1-1).

Ранние осенние заморозки отмечаются в первой половине октября (в предгорьях Сихотэ-Алиня в конце сентября), поздние весенние - в первой половине мая (в предгорьях - в конце мая). Снежный покров устанавливается в середине ноября, на верхних участках горных склонов - в начале ноября. Покров неустойчивый, маломощный, редко достигает 20 см. Средняя дата схода снега -конец марта. Глубина промерзания почв довольно высокая - 1,5...2 м.

В районе работ в отдельные годы наблюдаются резкие изменения климатических условий. Иногда наблюдаются сильные засухи (например, июль 1997 года), которые создают исключительную пожароопасную обстановку в лесу. Тайфуны могут также приводить к катастрофическим последствиям с большими материальными и людскими потерями, как было в 1989 г. после тайфуна "Джуди" и в 1994 г. после тайфуна "Орчит".

Климатограмма района исследова�