Ученые Сибирского федерального университета совместно со специалистами Федерального исследовательского центра КНЦ СО РАН изучили динамику численности пяти видов лесных насекомых, питающихся хвоей деревьев в сибирской тайге. Для этого они создали
и проанализировали ряд данных по динамике численности насекомых за период с 1979 по 2017 годы.
Работа опубликована в журнале Diversity (Швейцария). Как известно, вспышки массового размножения являются вторым по значимости после пожаров фактором гибели таежных лесов. Для прогноза и принятия мер по предотвращению вспышек необходимо понимать механизмы их возникновения.
На сегодняшний день совершенно очевидно, что механизм вспышек вредителей леса сложнее, чем предполагалось ранее. Вспышки провоцируют факторы разного масштаба, тут и климат, и численность насекомых-хозяев на уровне древостоя, и взаимосвязанность на уровне ландшафта. И чтобы разобраться с причинно-следственными связями и взаимодействиями между насекомыми и природной средой, ведущими к крупным вспышкам, нужны наблюдения.
Данные о том, как ведет себя популяция одного вида насекомых в разных местообитаниях или несколько видов насекомых в одном местообитании, нужно накапливать десятилетиями, но такие полевые исследования проводятся достаточно редко.
«Всего в мировой лесной энтомологии известны три самых длинных ряда данных по динамике численности насекомых – 120-летный ряд серой лиственничной листовёртки в Швейцарских Альпах, и 60-летные ряды сосновой пяденицы в Тюрингии (Германия) и на Южном Урале. Наш ряд для пяти видов хвоегрызущих насекомых в Краснотуранском бору на юге Красноярского края, численность которых мы ежегодно оценивали с 1979 по 2017 годы – видимо, пока четвертый в мире по длине.
Коротких временных рядов, конечно, существенно больше, но по коротким временным рядам плотностей популяций насекомых получить достоверные статистические оценки связей между плотностями вредителей в разные годы практически невозможно», – рассказала один из авторов работы, профессор кафедры экологии и природопользования Института экологии и географии СФУ Ольга Тарасова.
Для специалистов в области энтомологии и экологии, а также сотрудников лесоохранного комплекса важно понимать, как связаны между собой рост численности различных видов лесных насекомых в одном местообитании или одного вида в разных местообитаниях. Эти сведения помогают оценить, как разные факторы – корм, стихийные явления, вмешательство человека – влияют на динамику развития популяции насекомых-вредителей и дают возможность выявить зону, в которой может начаться вспышка.
По словам Ольги Тарасовой, в работе предложена методика расчета регуляторных характеристик динамики численности популяций насекомых-филлофагов. Эта методика позволяет определить особенности динамики этих популяций и оценить риск возникновения вспышек массового размножения каждого вида насекомых.
Взаимодействия между поколениями популяций насекомых характеризуются наличием положительных обратных связей (когда плотность популяции насекомого увеличивается от поколения к поколению) и отрицательных обратных связей (когда текущая плотность популяции уменьшается относительно плотности в предыдущие годы). Можно сказать, что совокупность положительных и отрицательных обратных связей «держит» популяцию в устойчивом состоянии, не дает появляться вспышкам массового размножения, стабилизирует экосистему. Однако эти связи не всегда удерживают популяцию в стабильном состоянии, и для того, чтобы оценить риск потери устойчивости, необходимо оценить регуляторные свойства популяций.
«Для оценки характера регуляции динамики популяции нами использован такой показатель, как запас по устойчивости (stability margin), который, кстати, используется для оценки управляемости при конструировании самолетов, подводных лодок и ракет. Этот показатель помогает количественно оценить возможность «выброса» популяции за границы устойчивости системы. Расчеты запаса по устойчивости для разных видов насекомых в различных местообитаниях показали, что минимальный запас по устойчивости характерен для популяций сосновой пяденицы в местообитаниях, где ранее наблюдалась вспышка массового размножения этого вида.
Полученные результаты позволяют оценить риски вспышек массового размножения и подойти к решению задачи прогноза таких вспышек более профессионально», – резюмировал соавтор исследования, профессор кафедры охотничьего ресурсоведения и заповедного дела Института экологии и географии СФУ Владислав Суховольский.