Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Закономерности многолетней динамики популяций и прогноз массового размножения хлебной жужелицы

ВАК РФ 03.00.09, Энтомология

Автореферат диссертации по теме "Закономерности многолетней динамики популяций и прогноз массового размножения хлебной жужелицы"

гл

Харьковский государственный педагогический университет ^ имешг 1\ С. Сковороды

Аль Джагуб Насер

Закономерности! многолетней динамики популяций и прогноз

массового размножения хлебной жужелицы

03.00.09 - энтомология

Автореферат диссертации на. соискание ученой степени кандидата биологических наук

Харьков - 1996

Диссертация представлена в виде рукописи.

Работа выполнена в Харьковском государственном аграрном университете им. В.В.Докучаева.

Научный руководитель - доктор биологических паук,

профессор, АН ВШ Белецкий E.H.

Официальные оппоненты: доктор биологических паук, старший

научный сотрудник Михайлов В.А.

кандидат биологических паук, старший научный сотрудник Мпшепко A.A.

Ведущая организация - Полтавский сельскохозяйственный

нпститут

Защита диссертации состоится "Ify года

в [Q час. На заседании специализированного совета К.02.26.04 Харьковского государственного педагогического университета им. Г.С.СковородыГ31G168, г.Харьков ул.Блюхера, 2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "jbO ^

г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук, //

доцент ^ НПЧепурная

Общая -характеристика работы

Актуальность тимц. Закономерности массовых размножений хлебной жужелицы изучены недостаточно и не разработаны методы многолетнего прогноза. Учитывая актуальность этой проблемы, а также важное экономическое .значение хлебной жужечицы, мы сосредоточили внимание га исследовании названных вопросов.

Цель и.задачи исследований. Цель исследований - изучить закономерности кассовых размножений хлебной жужелицы в Левобережной Украине и разработать методы многолетнего регионального прогноза появления этого вредителя.

Основные задачи исследований:

- выполнить ретроспективный анализ массовых размножений хлебной жужелицы в регионе;

- изучить закономерности вспыоек численности этого вредителя в пространстве и во времен»;'

- разработать методы многолетнего регионального прогноза массового размножения хлебной жужелицы.

Научная новизна исследований заключается в системном подходе и анализе многолетней динамики популяций, хлебнбй жужелицы в пространстве и во времени, в связи и взаимодействии с космическими, климатическими и трофическими циклами.

Практическая значимость исследований состоит в том, что на основе закона цикличности динамики' популяций и солнечной активности разработан метод регионального многолетнего прогноза массового размножения Хлебной жужелица. Выделены локальные популяции этого вредителя в Харьковской области и выполнена экологическая характеристика их центров.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- теоретическое обоснование закономерностей многолетней повторяемости массовых размножений хлебной жужелицы;

- метод многолетнего регионального прогноза массового размножения отого вредителя.'

Апробация работы. Результаты исследований доложены на

- заседаниях кафедры зоологии и энтомологии Ха?ысовокого

государственного аграрного университета ян. В .В .Докучаева в 1993-1995 гг.;

- научных конференциях профеооорско-преподавательского состава факультета защиты растений ХГАУ (1993-1995 гг.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано зри работы.

Обьем работы. Диссертация изложена на 122 страницах машинописного текста и состоит из введения» 7 глав, выводов, списка литературы 136 наименований. Она включает 14 таблиц, 4 рисунка и 16 приложений матенатичеокой обработки данных.

Личное участие автора в получении результатов, включенных в диссертационную работу.

..Диссертантом самостоятельно обоснована тема и методика проведения исследований. Обобщение теоретических представлений о Проблеме динамики популяций. Разработка метода регионального многолетнего прогноза массового размножения хлебной жужелицы.-

I л-жгоди£А_йссадовшй

В изучении многолетней динамики популяций хлебной жужелицы применена методология системного подхода и анализа, позволившая рассматривать массовке размножения насекомых как за ко но- • мерный процеоо развития популяций в проотранотнеи во времени во взаимосвязи, взчимодейотвии и синхронизации с факторами внешней среды (коомические, климатические, трофические).

Связь, взаимодействие и оинхронизацию коомичеоких, климатических, трофических я популяционных циклов уотанавлива'ли оо-глаоно методике А.П.Резникову .(1982), Н .П .Дружинина (1987) и Е.Н.Белецкого (1992, 1993); 0 тесноте связи названных циклов судили на основании расчетов критерия согласия хи-квадрат (приложения 1-1б).

В пределах Харьковской области выделяли микропопуляции хлебной жужелицы о одновременным экологическим районированием ' центров ^ядер) о учетом' сумм эффективных температур, атмосферных осадков и аномалий геомагнитного поля (рис. 4).

Алгоритм многолетнего прогноза мйсоього размножения хлебной жужелицы разрабатывали на основе системой теории циклич-

нооти динамики популяций (Белецкий, 1966» 1988, 1989, 1991, 1992, 1993) ,В качестве критерия (предиктора) использовали релерные. годы резких изменений солнечной активности и магнит~ ной возмущеннооти (Белецкий, 1991, 1992, 1993, 1994).

Стационаргае исследования сезонной динамики хлебной жужелицы выполняли на полях учхоза "Коммунист" и совхоза им. Чапаева Харьковского района соглаоно общепринятой мегодике (йоля-ков, Персов, Смирнов, 1984).

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПР0ГЮ& МАССОВЫХ РАЗМНОЖЕНИЙ НАСЗКОШК

Проблема массовых размножений насегамых в течение многих десятилетий является одной из центральных проблем экологии популяций во всем мире, однако до настоящего времени закономерности вспышек многих видов вредителей недостаточно изучены (Дж.Варли и др., 1978; Р.Риклефс/ 1979; Э.Пианка, 1981; А.Мак-сикгов, 1984; Недорезов, 1986; Ю.Одум, 1986; Воронцов, 1988; А.Берриман, 19ЭО; А.Гиляров, 1990; Белецкий, 1990, 1991, 1992, 1993 и др.), Вместе с тем теоретическая и практическая значимость зтой проблемы несомненна.

Давно замечена многолетняя повторяемость вспышек численности насекомых и других видов вредных организмов« однако закономерный характер этого явления» синхронизованного с факторами внешней среды, впервые показал русский зоолог Ф.П.Кеппен (1870), анализируя массовые размножения и миграции саранчовых в России, странах Европы и Азии за исторк' вский период с 592 по 1866 гг.

Только в средине двадцатых - начале тридцатых годов текущего столетия экологи ведущих стрен мира сформулировали теоретические представления о периодичности (повторяемости через одинаковые промежутки времени) массовых размножений грызунов и насекомых.

• 2.1. Теории популяционных циклов

Приводится анализ теоретических представлений о цикличности массовых размыканий насекомых с 1870 по 19£9 гг. Со средины 50-х годов текущего столетия проблема солнечно о6уахоълв1''тх вспышек численности „асекомых интенсивчо разрабать' пась Н.С.Иербиновским (1952, 1958) на примере пустынной оаранчи, о

б

затём и других маооовых вредителей (I960, 1964). По его данным, массовые размножения пустынной' саранчи за 150 лет имели меото 13 раз со средним периодом между вспышками 11,5 года, то есть равным одиннадцатилетнему солнечному циклу'.

В последние десятилетия в Украине-и других государствах выполнено много работ по проблеме солнечно-экологических связях массовых размножений вредителей сельского и лесного хозяйства (Заговора, Белецкий, Литун, 1974; Белецкий, 1985, 1966 а, 1986 б, 1988, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994., 199 5; Белецкий, Литун, Заговора, I960,'1981, 1983; Белецкий, Литун, 1984, 1985; Гурьянова, 1986", 1990), по луговому мотыльку (Добрецов, 1980; Кнор, РябкоГ 1981; Трибель, 1981, 1989), по обыкновенному свекловичному долгоносику (Трибель, 1988, 1990, 1995), по непарному шелкопряду (Бенкевич, 1984 а, 1984 б), по серой зерновой совке (Ажбенов, 1995). Детальные обзоры взаимодействий популяционных и солнечных циклов приведены в работах А.А'.Максимова (1984), ¿.А.Максимова, Л.Н.Ердакова (1985),. Б.К.Павлова (198б), Е.Н.Белецкого (1992, 1994).

В процессе меадисциплинарного .теоретического синтеза Е.Н.Белецким (1985; ~1985>~ 1988, 1989, 1991, 1992, 1994, 1995) обоснована системная .теория цикличности.динамики популяций и ее технологическое решение для разработки методов многолетнего прогноза массовых размножений вредных йасекомых.

2.2. Межоистемный подход к прогнозированию массовых размножений вредных насекомых

2.2.1. Прогнозы фитосанитарной обстановки.

В настоящее время разрабатываютМноголетние, годичные и 1фаткосрочные прогцозы появления вредных организмов (Поляков и др., 1984).

Однако многолетний прогноз массовых размножений, к созрле-нию оотается одним из слабых звеньев в цепи защитных мероприятий. Иэ-за этого борьба с вредителями проводится чаще всего с • большим перерасходом инсектицидов, а это наносит серьезный ущерб и окружающей среде, и экономике (Трибель, 1990).

Существует две противоположные теории о закономерностях размножения вредных организмов. Одна из них основана на связи

динамики их численности о солнечной активностью (Цербиновский, 1952; Белецкий, 1985, 1986. 1988, 1989,. 1992, 1933, 1995] Три--бель, 1988, 1989, 1990, 1995), другая отрицает наличие названных закономерностей (Поляков и др., 1978, 1989).

2.3. Прогнозирование марсовых размножений, вредных насекомых

Об актуальности и сложности згой важной экологической проб-дзш. можно судить хотя <5« по общему признанию ученых, начиная о тридцатых годЪв текущего столетия г, котвя современными представлениями.

Известный американский эколог" А.Берриман (1990) указывает: "Хотя вспышки массовых размножений вредителей изучаются уже много лет, до сих пор отсутствует теоретическая и-практическая база оценки и их предсказания".

А.И.Воронцов (1988)'считает, что для построения многолетних прогнозов массового размножения насекомых в стране нет ни региональных, ни общего банков данных о вспышках хвоелистогрыэу-цих вредителей.

Учитывая, что прогноз, будучи формой научного, предвидения, призван определив тенденцию и перспективы развития на базе прошлого и настоящего. Е.Н .Белецким (1992) выполнен ретроспективный анализ массовых размкокенкй 70 видов вредителей сельского и лесного хозяйства в Украине и других регионах. Эти материалы явились основой для создания баз знаний по массовым размножениям, показателям космических данных, климатологических факторов, урокайнос-ги сельскохозяйственных культур и других критериев для разработки качественных н. количественных моделей прогноза массового размножения вредных насекомых.

3. связь, втшодЕйстиЕ И СИНХРОНИЗАЦИЯ КОСМИЧЕСКИХ И ПОПУЖЦИОНШХ ЦИКЛОВ

Эа последние два с половиной десятилетия проблема пространственно-временных изменений гелиогеофизических факторов и биологических процессов приобрела огромное теоретическое и практическое значение. Стало очевидным, что космические факторы и превде всего измене?, я солнечной активности оказывают мощное влияние на тропосферу, атмосферу и биосферу Ззмл1>

■Солнечная радиация и овяза'нные о нею вариации геомагнитного поля для биосферы в целом высокоинформативны, в течение сотен миллионов лет они были факторами,- к которым организмы ■ должны были приспособиться (Пресман, 1974).

. 3.1. Солнечная активность

Это совокупность физических явлений, сопровождаемых-изменений' различных параметров деятельности Солнца и фиксируемых о помощью всевозможных средств наблюдений. Особенностью солнечной' активности является наличие в вдй циклов, в первую очередь П-лвтнего, .хоэд в общем отмечается их широкий спектр -от нескольких минут до многих столетий" (Резников, 1982).

Скорость повыаения или понижения солнечной активности может характеризоваться соответственно положительными" или отрицательными разностями (приращениями) относительных чисел солнечных .рятен (числа Вольфа) в смежные годы. За реперные годы приняты такие'годы, которые имеют большие по абролютной величине приращения среднегодовых значений чисел Вольфа (Дружинин; 1970, 1974; Резников, 1982).

3.2. Цикличность--и вменений солнечной активности^ .и-погодно-климатических факторов

Приводится обзор современных представлений; также делаехоя вывод о том, что изменения солнечной активности ответственны' за часть переломов многолетнего хода многих природных процессов на Земле, в том числе климатообразующих факторов, метеорологических элементов и урокаЙнооти сельскохозяйственных культур, то есть факторов, ответственных за динамику популяций насекомых. Для Харьковской, облаоти такой анализ выполнен Е.Н.Белецким (табл. ' I). . ■>

При атом установлено, что в годы солнечных реперов частоты переломов на 32-77% выше, чем в другие годы, критерии "хи-квадрат" составляют от б до 15, а вероятность неслучайности изменений гелиогеофизических факторов и урожайности в годы резких изменений солнечной активности - от 0,05 до 5,00$. Следовательно, можно утвервдать о солнечной обусловленности этих процессов, а ото имеет важное методологическое значение для познания динамики популяций насекомых-.

^ Таблица I

Чаототы многолетних переломов некоторых гелко-геофизических факторов и урожайнооти озимых культур в Харьковской облаоти в связи о резкими изменениями солнечной активности

. Название процесса '

Засуха 115 73 67 9,32 <1,00

Температура воздуха 47 76 100 19 6,00 5,00

Атмосферные осадки 81 100 82 .29 7,30 <2,50

Продолжительность- 18 100 100 50 7,90 <2,50

солнечного сияния

Урожайнооть:

озимой пшеницы 70 82 100 50 1^,90 < одо

озимой ржи 82 100 76 23 15,10 0,05

3.3. Резкие изменения солнечной активности

и массовые размножения вредных насекомых

Закономерности популяционных циклов на примере 70 видов насекомых были проанализированы Е.Н.Белецким (1992, 1993). Вспышки массовых размножений .за период 1854-1985 гг. он сопоставил с резкими изменениями солнечной активности, выраженной в» относительных числах солнечных пятен - числа Вольфа. Статистический анализ показал солнечную обусловленность массовых размножений вредных'насекомых. Чартоты массовых размножений озимой совки, лугового мотылька, 'гессенской мухи, вредной черепашки, хлебного жука, обыкновенного свекловичного долгоносика и кольчатого шелкопряда в годы резких изменений 'солнечной активности в полтора-два раза превышают чаототы в другие годы (критерии "хи-ква'драт" от 7,08 до 15,20, в уровни, вероятности 0,1-5,Установленная закономерном1 послужила

¡Общее ¡Относи тельная часто та ¡Крите-¡Уровень

•'ЧИСЛО? ПереЛОМОВ- # ¡пий ¡вогюяф-

Iлет, |

/ в годы через в дру

!рий -,ХИ-}квад-

Iветт-1солнеч-{1~год ¡гие ЖПныХ Рв- поолв годы рвТ «Куперов ¡репера! !

¡танию

¡репера!

I I

¡вероятности,

! I

ю

основанием для анализа популяционных циклов хлебной жужелицы и разработки методов многолетнего прогноза её массовых размножений в указанном ¡регионе.

4. ДИНАМИКА ПОПУЛЯЦИЙ ХЛЕбЮЙ 1УШИЦЫ 4.1. Ареал и экология

Приводятся сведения о распространении и экологии хлебной жужелицы. Подчеркивается, что г пределах зоны сильной вредоносности, согласно литературным данным, пвриодичеокие изменения чиоленности вредителя обнаруживаю! зависимость от количества осадков в период размножения вредителя - в конце лета и осенью. Засуха предотвращает появление всходов падалицы и задерживает сев озимых, тем самым лишает вредителя кормовой .ба-зв (Кряжева, 1962, 1965; Ткаченко, 1971).

4.2. Марсовые размножения хлебной жужелицы в Украине и других регионах

Первые сведения о маооовом размножении хлебной жужелицы в России относятся 1С181Тг. "(Грими, 1874), вторая вспышка численности этого вредителя известна в Венгрии, России, Украине и Югославии о 1863 по 1865 гг. (Белецкий, Аль Джагуб, 1993). Третье маосовое размножение хлебной хужели^'ы в Украине и Венгрии отмечено в 1880-1881 гг., четвертое - 1903-1905 гг., пятое - 1923-1927; в, 1926-1927 гг. высокая численность этого вредителя была в Николаевской, Черкасской, Киевской, Полтавской, Сумокой, Харьковская и других облаотях. В 1931-1938 гг. хлебная жужелица размножилась в массе по всей правобережной Украине, в' 1932-1933 гг. в Венгрии, в 1937-1938 гг. - в степных районах Крыма -(Я о трем ока я, 1935; Клпшкин, Степанова, 1954). Следующая вспышка чиоленности этого вредителя в Крыму и Украине имела меото в 1946-1948 гг.; в Венгрии в 19491952 гг., Югославии - 1950 г., затем 1951-1952 гг., 19571959 гг. - в Украине, Краснодарском крае и Чечено-Ингушетии. "--Очередное продолжительное массовое размножение хлебной жу-. ллицы началооь на юге Украины и Киргизии в 1962-1963 гг., в 1965-1967 гг. оно охватило практически все лриродно-климати-

чвокив зоны Украины (лесостепную,_отепную, полесокув).и даже Закарпатье, а плотнооть личинок в очагах достигала 120-200 экз/^, причем химические обработки проводились не. только против личинок, га и жуков.

Последнее массовое размножение этого вредителя в Украине было в 1979-1984 гг. (Белецкий,.1992; Белецкий, Аль Джагуб, 1993). В 1980-1981 гг. в южных, восточных и центральных областях.Украины плотность.личинок составляла 50-60, а на отдельных полях 100-150 экз/к?.

В 1991-1992 гг. в тех же областях возникли локальные очаги о высокой плотноотью личинок. ' "

Если основные положения климатической теории верны, то хлебная жужелица размножается в массе .в теплые влажные годы (Кряжева, 1962, 1965; Ткаченко, 1971 и др.). Однако, выполненный нами анализ массовых размножений хлебной жужелицы в Украине в связи о аномалиями погоды и'превде всего засух, свидетельствует об обратном (табл. 2).

2. Массовые размножения хлебной жужелицы в Украине (1863-1984 гг.) в связи с засухами

_________._______Годы_______

Массовых размножений ! Засух

1863-1865 1863-1865

1880-1881 1880-1881

1903-1905 • 1903-1905

1923-1927 1923-1924, 1926

1931-1938 1930-1931, 1934,. 1936-1938

1946-1947 1946-1947

1951-1952 1951-1932

1957-1959 1956-1959

1962-1967 1961-1963, 1966-1967

1979-1984 1979, 1981, , 1983

Как видно из таблицы, все десять в'спыпех массового размножения хлебной жужелицы в Украине за период 1863-1984 гг. точно (Ю0£) совпали о годами засух,, чем чаще повторялись засухи,-

тем Продолжительнее по годам были популяционные циклы этого вредителя (1923-1927, 1931-1938, 1962-1967 и 1979-1984 гг.).

Многие энтомологи как •отечественные, такки еарубежные дав- ■ но считают звоухи, как*климатические аномалии,. одной из причин массовых размножений (обзор Е.Н.Белецкого, 1992). По мнению этого автора, в этом 'случае имеет место взаимодействие и, синхронизация космических, погодно-климатотеских, трофических и популяционных циклов.

Механизм этой связи раскрыли известные американские экологи Мэттсон и Хейк (1987), показав воздействие высоких температур не только на кормояуе""растения, но и на. насекомых, как стрессового фактора. Кроме засух к стрессовым факторам, воздействующим на растения и (очевидно) на насекомых, отнесена повышенная интенсивность ультрафиолетового излучения, наблюдающаяся .«а возвышенности и в ясную погоду (Э.Райо, 1986). Эти данные- позволяют по-новому подойти к объяснению возможных механизмов влияния на. насекомых космических, погодно-климатичес-ких и трофических факторов и, правде всего, засух как аномальных явлений погоды, синхронизованных с резкими изменениями солнечной активно сппгй эпуляциоиными циклами (табл. 3). '

3. Синхронноогь массовых размножений вредчых наоекомых о заоухами и резкиму изменениями солнечной активности • в Украине за период 1867-1991 гг. ,

Года маооовых{Коли-.'Период размножений {чеот-{меад'у . вредных наое~!во ¡вопыш-комых {видов[камм

{ !ра змно-' 'Я8НИЯ,

Го^ы

!

;лет

Засух

Резких изменений солнечной активности

1867-1871 : 28 1878-1880 .34 1892-1900 '

19Ю-1914

1920-1924

1928-1933

1936-1941

1946-1951 1953-1960

1982-1991

32

34

32

30

.34 42

32-

- .' 1866, 1868

7 , 1874-1877

12 1892, 1897, 1898, 1899 10 1909, 1911,

.6- 1920-1924

4 1928-1930

3 _ 1934-193? ;

5 •' 1946-1954 '

. 1953-1954, . 1956-1937 21 1981,1983,1984,

• • .1986

1871

1867, 1870, '1878, 1880 1892, 1896,

1914 1910, 1913

1920, 1923

1928, 1930,

1936, 1939,

1946,1947,1948,1950 1952, 1956

1983, 1986,'1988-

1899

1933 1940

Точно совпали шесть (60$) массовых размножений из десяти с годами засух ;; четыре- (.40%)' через год после, восемь (80$) с годами резких изменения солнечной активности, одна (100 за год и одна (10$) через год лооле реперного года. Периоды между вспышками численности вредных насекомых составляли 2-3, 4, 5-6, 7, Ю и 22 года. Аналогичные периоды обнаружены Г.В.Куклиным (1976) в динамике солнечной активнооти, температуры и осадков (Дроздов, Григорьева, 1971; Дроздов, 1980), то есть факторов, контролирующих численнооть насекомых.

У хлебной .мукелицы за период маооовых размножений 18631984 гг. выявлены нами 5-6, 12 и 44-летний популяционные циклы, синхронизованные с солнечной активностью я погодно-клима-тическими факторами, а это объясняет совпадение во времени вспышек численности этого вредителя в различных региона* (табл. 4).

4. Синхроннооть массовых размножений хлебной жужелицы

в пространстве и во времени , «

Годы массовых I Регион

размножений г ох «ип

1863-1865 Венгрия, Роооия, Украина, Югославия 1880-1881 Венгрия, Украина, Югославия 1950-1952 Венгрия, Дагестан, Краснодарский и .

Ставропольский края, Румыния,'Украина, Югославия

1957-1967 Дагеотан, Киргизия, Молдавия, Украина

Наличие региональной синхронизации массовых размножений хлебной жужелицы, то есть одновременность их на огромной территории с рааными почвенно-климагическими условиями может_ быть объяснено влиянием глобального или космичеокого фактора, например, солнечной активнооти »ли засуху (Белецкий, 1985. 1986, 1989, 1991; А.Берриман, 1990). '

4.3. Экологическое районирование первичных очагов массового размножения хлебной жужелицы в Харьковской области

В результате анализа хроник массовых ¿размножений и динзми-ки численности хлебной, жукелшы в Харьковской области за. по-

следите 60 лет (1936-1995 гг.) нами выделены п&рвичн£в очаги центры популяций этого вредителя, расположенные в Исюмском," Купянском, Великобурлукоком, Двуречанском, Барвенковском, Бли знаков оком, Боровском, Зачепиловском, Кегичевском и .Лозовском районах.0Для этих районов характерны резкие изменения температурного режима, осадков и геомагнитного поля (в дио-оертации приведены рис.- I, 2, 3 и 4). Аналогичная закономерность установлена для локальных популяций вредной черепашки * (Белецкий, 1992) и злаковых мух. ('Нзаци, 1992). • Ста закономерность важна как для прогноза массовых размножений вредных организмов, гак и оптимизации защитных мероприятий о учетом охраны 01фужающей рреды.

4.4. Теоретическое обоснование закономерностей массового размножения хлебной жужелицы

Выполнен детальный анализ концептуальных представлений о закономерностях массового размножения этого вредителя и сделан вывод о том, что объяснение, основанное на одном-двух факторах среды не выдерживает критики и не'соответчтвует дей-' отвительности. _

Вопреки оложившемуоя мнению ученых о гигрофильнооти хлебной жужелицы, многолетние данные показывают, что подъем волны размножения совпадает с засушливыми годами/и особенно сухими веснами. • ( .

: 5. ПРОГНОЗЫ ПОЯВЛЕНИЙ ХЛЕБЮЙ ИЕЕЛЩЫ

Приводится современная классификация видов прогнозов в защите растений согласно И.ЯЛолякощэ и В.Эберта (1983), а также фазы динамики популяций. ■ .

5.1. Годичный прогноз появления и распространения хлебной жужелицы

Годичный-прогноз появления этого вредителя разрабатывают на оонове трофо-климатической теории динамики популяций И.Я.Полякова (197б). Для примера приводится методика, фе'дло-женная Л.П.Кряжевой (1965). '

""--------5.2. Исторический анализ массовых размножений

хлебной жужелицы в различных регионах .

Региональный исторический анализ массовых размножений хлебной жужелицы однозначно подтвердил синхронность их с годами весенних, летних и осенних засух, более того противоречивость имеющихся в литературе взглядов экологов о гигрофиль-ности этого вредителя, особенно его яиц, личинок и жуков. Кроме того, невозможность использования климатологических показателей для разработки годичных, а тем более многолетних прогнозов появления этого вредителя. Дело в том, что за всю ио-торию разработки прогнозов ни-.одно массовое размножение хлеб- ' ной жужелицы не было достоверно предсказано о уче'том климатологических факторов. Еще 85 лет тому назад немецкий эколог Штёрмер (1911) писал, что "развитие гусениц, обитающих в почве (а' личинки хлебной жужелицы обитают в почве), например, гуовниц совок, вредящих нашим посевам, способствует сухая погода; как э/го было в'1911 году; точно гак же в 1893 году, отличавшимися в Германии большой оухостыз, отмечено сильное размножение совок на посевах сахарной свеклы" (С. 248).

Анализ количественных данных о массовых размножениях хлебной жужелица в Украине в 1938-1967 гг. на основе расчета коэффициента заселенности также показал, что -вспышки численности в 1938-1940, 1948-1949, 1954-1957, 1958-1960 гг.-также точно совпали с годами заоух в Николаевской, Одесокой и Херсонской областях.

5.3. Изменения соднечной активности и .массовые размножения хлебной кугелицы

С целью разработки методов прогноза массовых размножений хлебной жужелицы для восточной Лесостепи Украины нами выполнен анализ зависимооти-вспышек-численйости этого вредителя в XI-летних солнечных циклах о 1863 по 1995 гг., то есть в 1022 циклах солнечной активнооти..

В пределах солнечных циклов массовые.размножения были распределены неравномерно и зависели от интенсивности солнечной активнооти (табл. 5).

5. Распределение лет массовых размножений' хлебной жужелицы в зависимости от интенсивности v солнечной активнооти (числа Вольфа)

Величина среднего! Число { Отношение лет размгажения к числа Вольфа ' лет ! общему чиолу лет, %

40-50 24 57,1

60 5 ' 11,9

80-120 Ю 23,8

180 3 7,2

V •

Подавляющее большинство массовых размножений хлебной жужелицы происходило в годы, когда чиоло Вольфа не превышало 60, около 24$ - в годы с показателем солнечной активнооти в среднем 100 единиц. Это закономерно и объясняется тем, что ..солнечная активность оказывает непосредственное влияние на погодные условия вегетационного периода и опосредованно на кормовые раотения и их вредителей. •

Другб^ объяснение этого уникального явления состоит в том, что с увеличением числа Вольфа солнечная поотоянная растет дрвольно быстро," а затем рост, уменьшается, достигнув максиму^ на около 60-100 единиц числа Вольфа (Калитин, 1938). В более поздних работах (Любарокий, 1975; Витинокйй, Оль, Сазонов,

1976). показано, что макоимального значения (1,940 кал/огмин) * <

еолнечная поотоянная доотигает при наличии чиоел солнечных пятен (по Вольфу) от 60 .до 100.

Вопроо о массовых размножениях хлебной жужелицы в годы с показателем солнечной активнооти (чиола Вольфа) 6O7IQO единиц важен как о теоретической, гак и о практической т^чек зрения, так как солнечная вктивнооть прогноаируетоя на II, 22 и 33 годе вперед.

6. МЕКСШТБШШЙ МЕТОД МНОГОЛЕТНЕГО ПРОГНОЗА МАССОВОГО РАЗШОШШ ХЛЕБНОЙ ЖУЖЕЛИЦЫ

В прогнозировании системный подход составляет основу меж. оиотемного метода, оущнооть которого состоит в том, что по ; оостоянию в момент разработки прогноза или по динамике одной системы (прогнозирующей) о определенной вероятность»

Предсказывается поведение в будущем другой системы (прогнозируемой) , Общим источником изменения этих систем являются процессы солнечной активности, в этом их общий источник происхождения.

Если нам иэгеотш поведение прогнозирующей системы (солнечной активности) в будущем, можно прогнозировать динамику популяций насекомых (поведение прогнозируемой системы).

6.1. Алгоритм прогноза массового размножения хлебной жужелицы в Левобережной Украине

Нами впервые использованы для разработки алгоритма многолетнего прогноза хлебной жужедицы годы резких изменений солнечной активности (СА) в качестве критериев, которые .в общем-то прогнозируются на очередные II, 33 и более лет. Хроники массовых .размножений и резкие изменения СА представлены в табл. б.

6, Массовые размножения хлебной жужелицы в Левобережной Украине (1963-1984 гг.)

Годы

Массовых размножений!

Засух

¡Резких изменений СА

1863-1865 1880-1881 1903-1905 1923-1927 1931-1936 1946-1947 1951-1952 1957-1959 1962-1967 1979-1984

1863-186 5 1862,

1880-1881 1680

1903-1905 1903,

1923-1924, 1926 "1923,

1865 1905

1925, 1927 1936

1930,1934,1935-1936 1931/ 1933, 1946-1947 1946-1947 1951-1952 1951-1952 1957, 1959 1937 1962-1963,1966-1967 1961, 1964, 1966-1967 1979, 198Г, 1983 1979, 1983

Проанализируем распределение- массовых, размноквний хлебной зхунелицы, представленных в;табл. 6.

Распределение начала массовых размножений хлебной жужелшы в пределах циклав солнечной аг.'паности (СА) было следующим:

Годы от экогремума СА -I 0 +1

Частоты начала массовых размножений

О. 8 2

Веройтнооть их начала, % О 80 20

Из этого распределения следует, что о 80#-ной вероятность» очередное массовое размножение хлебной жужелицы в Левобережной Украине можно прогнозировать точно в эпоху экстремума СА и со 100^-ной вероятностью - в его критическую фазу или через один год после нее. Очередное массовое размножение хлебной" жужелицы в Левобережной Украине начнется, согласно нашему прогнозу, в 2003 году, а сто лет назад, то есть в 1903 году также было массовое размножение этого вредителя в названном регионе. Этот прогноз рекомендуется испоЛЬзовать Служба сиг-шлизации и прогнозов Украины в качестве стратегического. .

Он вошел как составная часть в рекомендации "Прогноз олао-ных вредителей с.-х. культур в Уфаине на период до 2005 и 2030 годов" (Каталог законченных НТ разработок за 1992-1995гг. Киев, МСХП. 1996. С. 7. Исполнитель: ХГАУ. Руководитель: Белецкий Е.Н.). ' , .

•7. ОЦЕНКА ДОСТОВЕРНОСТИ ПРОГНОЗ!

ПОЯВЛЕНИЯ ХЛЕБЮЙ ЕЖВЛЩы'.

Анализ'доотовернооти годичных прогнозов хлебной жужелицы в Украине и Харьковокой области за последние 35 лет (19601995 гг.) показал, что ни один прогноз не оправдалоя, хотя за этот период массовые размножения вредителя имели меото в 60^х, 70-х, 80-х и 90-х годах.

Наши трехлетние исследования экологии хлебной жужелицы на стационарном участке также подтвердили тот факт, что существующая методика прогнозов не удовлетворяет современному уровню оиотемного подхода в экологии популяций.

ВЫВОДЫ

I. Собраны, обобщены и проанал» ..ированы многолетние материалы о массовых размножениях хлебной жужелицы в Украине и других регионах.

2í Анализ исторических данных, характеризующих вспиики массовых размножений хлебной жужелицы в Левобережной Украине

за период с 1863 по 1984 гг. позволил сделать заключение о ---------

точном совпадении девяти (90$) вспышек численности из десяти наблюдавшихся о годами зайух и восьми (80$) о годами резких изменений солнечной активности в II-летник циклах.

3. Показано'наличие региональной синхронизации во времени массовых размножений хлебной жужелицы в Венгрии, Дагестане, Киргизстане,' Молдове, Украине, России, Румынии и Югославии в 1863-1865, Í880-I88X, 1950-1952 и 1957-1967 гг., точно совпавших о резкими изменениями ролнечной активности. Зта связь ■ носит сложный опосредованный характер через погоду, климат и урожайность сельскохозяйственных культур.

4. Подавляющее большинство (74$) массовых размножений хлебной жужелицы происходили в годы, когда показатель солнечной активности (число Вольфа) не превышал 60 единиц и 26% вспышек численности - в годы о.числом Вольфа в среднем 100 единиц. Как известно,' максимальное значение солнечная постоянная достигает (1,940 кал/см^) при величине чисел солнечных ' пятен (число Вольфа) от 60 до 100 единиц.

5..Выполнено экологическое районирование первичных очагов массового размножения хлебной жужелицы в Харьковской"области. Из одиннадцати районов, где сосредоточены очаги с.высокой плотностью этого вредителя, четко выделяются ядра (центры) ми!фопопуляций, расположенные в Изюмском, Купянском, Велико-бурлукском, Двуречанском, Барвенковском, Близнйковском, -Боровском, Зачепиловском,.Кегичевском.и Лозовском райотх. Для этих районов' характерны резкие изменения температурного режима, осадков и геомагнитного поля. Эти материалы важны не только для разработки прогнозов, но и оптимизачии защитных мероприятий непосредственно в очагах о учетом охраны окружающей среды. —

6. Анализ количественных данных о заселенности посевов озимой пшеницы хлебной жужелицей, в частности, коэффициента заселенности также подтвердил, что она размножается в массе независимо от количества осадков за .вегетационный период и не является, как это считают многие экологи, гигрофильным видом.

7. На основе теории цикличности динамики популяций нами разработан алгоритм многолетнего регионального прогноза массового размножения хлебной жужелицы о учетом резких изменений солнечной актлвнооти в одиннадцатилетних циклах. Достоверно предсказан кратковременный подъем численности этого вредителя в I99I-I993 гг. Очереднре массовое размножение хлебной жужелицы в вооточной Лесостепи Украины начнется, согласно нашему-прогнозу, в 2003 году.

8. Ваш прогноз вошел как составная часть в рекомендации "Прогноз опасных вредителей сельскохозяйственных культур в Украине на период до 2005 и 2030 годов" (Каталог законченных научно-исследовательских разработок в 1992-1995 гг.Киев, МСХП. 1996. С. 7).

9. Выполнена оценка оправдываемости прогнозов появления хлебной жужелицы в Харьковской области и-Украине о 1969 по 1994 гг. Показано, что ни один прогноз за этот период не оправдался. Предлагается разрабатывать годичные прбгнозы о учетом многолетнего прогноза массового размножения вредителя.

Спиоок работ, опубликованных по теме диссертации:

,1. Белецкий E.H., Аль Джагуб Насер. Метод прогноза массового-размножения хлебной жужелицы Н Изв. Харьк. энтомол. .об-ва. Харьков, 1993. T.I. Вып. 2. С. 166-168..'

2. Белецкий E.H., Аль Джагуб Насер. Микропопуляции хлебной жужелицы )/■ Материалы научной конф. Харьк. госагроуниверсите-та. Харьков, 1995; С. DO-DI.

3. Белецкий E.H., Аль Джагуб Насер .'.Солнечная активность в массовые размножения хлебной жужелицы // Кзв. Харьк. энтомол. об-ва. Харьков, 1995. Т. 3. Вып. 1-2. 5 с.

' Аль Джагуб Насер. Закономхрноота багаторхчног динамгки популяц!й i прогноз маоового розмноження хлхбногс жужелиц:::' Дисертац1я на здобуття наукового ступенй кандидата бхологхч-них науй. CneuiaabnicTb 03.00.09 - ентомологхя. XapKfecdKUfl деряавний педагог!чний университет, "фкгв, 1996., РукошГо. '

Робота приовячена вивченнв закоиомхрностей багаторхчно1 даааихки попуяяцхй xjiiönoi жужелшй у левобережному Мсостепу Укра2ни 1& розробц! сучасних методтв багатор!чного регхональ-

ного прогнозу появи цього небезпочного шкхдника.

В процеох доол1дшнь обгрунтовано доцхльн1сть викориотання piSKMX 3MIH СОНЯЧНО? аКТИВНОСТ! ШОДО розробки flKIOHO'f МОДвЛ! прогнозування масового розмноавння- хп!бно? жужелиц^ Розроб-. лено багаторхчний прогноз появи цього шкодника в Украхн! на пер10д до 2005 i 2030 pp.

Клпчов1 слова: динамхка популяц1й, прогнози, оонячна активностью м1жсистемний метод прогнозування. Al-Jaohaub Naser. Conformity to tiatiiral law of many yeare dynamic э of populations, at prognosis mase reproductions of Zabrua Tenabrioides Yeoze. Theais for Candidate Degree of Biology. Speciality 03.00.09- Entomology. Kharkov State Teachers University, 1996. Handriting Copy. On the basis of a statistical analysis of the 1863-1984 data a dependence is shwon of oiitbursts of mass reproductions of Zabrus tenebrioides of pest in.various regions Ukraine on drastio variations of solar activity»which in p.articular, land .to a change in neeteorological factors. An alsorytb of prognosis of mass reproduction of Zabrus tens- . brioides Yeoze (Coleopfera, Carabidoe) is geyen.

Подписано до друку D. 09.96. Формат 60x84/16. 1,2 ум.-друк» арк., 1,0 обл.-вид. арк. Тираж 100. Замовлення ^от.

Лльниця оперативного друку ХДАУ. 312131, м. Харкхв, п/в "Комунхст-Г1