Определять пораженные древесным вредителем леса ученые планируют по спутниковым снимкам. При атаке этого насекомого деревья теряют листву, поэтому по внешнему виду крон авторам удалось рассчитать вегетационный индекс — параметр, который с девяностопроцентной точностью позволил показать, есть ли повреждение леса и насколько оно велико. Предложенная методика упростит и ускорит поиск пораженных лесов и поможет своевременно принять меры по защите здоровых деревьев.
Значительная часть поврежденных деревьев восстанавливается, что «выгодно» отличает непарного шелкопряда от сибирского шелкопряда — самого вредоносного вида в нашей стране. Тем не менее, развитие его очагов приводит к непрямым негативным воздействиям. В результате деятельности непарного шелкопряда высушивается нижний ярус леса за счет существенной проницаемости солнечных лучей, увеличивает пожароопасность, при длительных засухах может приводить к усыханию части древостоя. Массовый лет бабочек может также увеличивать аллергические реакции за счет пушка и чешуек насекомых, которые присутствуют в воздухе.
Как сообщает журнал «Наука в Сибири», ученые из Института леса имени В.Н. Сукачева СО РАН (Красноярск) с коллегами из Института систематики и экологии животных СО РАН (Новосибирск) предложили выявлять очаги размножения непарного шелкопряда с помощью спутниковых наблюдений. Биологи исследовали березовые леса Западной Сибири, на которые нападает вредитель. «Гусеницы насекомого живут несколько месяцев (с мая до конца июня), в зонах их высокой численности деревья теряют до 80—100 % листвы. Однако когда гусеницы превращаются в бабочек, деревья, у которых потеря листьев не привела к гибели, восстанавливают свою крону. Авторы предложили использовать именно это временное увядание и последующее довольно быстрое восстановление леса в качестве диагностического признака. То есть, видя на спутниковых снимках резкое изменение внешнего вида крон деревьев в конце весны-начале лета, исследователи смогут определять, что в лесу началась вспышка поражения непарным шелкопрядом», — рассказывают ученые.
Оказалось, что у лесов, поврежденных вредителем, вегетационный индекс падает примерно на 25—50 процентов в конце мая-начале июня, как раз в период наибольшей активности гусениц непарного шелкопряда. В здоровых лесах такого не наблюдается. По тому, насколько снизился индекс в пораженных лесах, можно рассчитать нанесенный вредителями урон. Исследователи сравнили данные, полученные с помощью такого подхода, с оценками, которые дали наземные наблюдения за состоянием деревьев, и определили, что точность дистанционного метода составляет 90 процентов, что на 10 процентов точнее, чем трудоемкий наземный мониторинг.
«Предложенный подход позволит в экспресс-режиме, без наземного мониторинга отслеживать поражения лесов непарным шелкопрядом. Однако это только первый этап в разработке так называемого “умного контроля численности вредителей”. Следующий этап — это использование спутниковых данных не только для констатации факта повреждений, но и для их предсказания. Для этого необходимы математические модели, которые будут использовать в качестве входящей информации записи спутников. Применимость данного подхода уже опробована коллегами из Института леса для предсказания очагов сибирского шелкопряда. Финальным же этапом в данном инновационном подходе мы видим разработку мероприятий по сдерживанию численности вредителей с помощью биологических агентов, внесение которых потребуется на существенно меньших площадях. Таким агентом может быть недавно разработанный нами вирус, который демонстрирует прекрасные регулирующие свойства не только при применении в текущем поколении вредителей, но и в последующих», — рассказывает руководитель междисциплинарного проекта, поддержанного грантом РНФ, заведующий лабораторией экологической физиологии ИСиЭЖ СО РАН кандидат биологических наук Вячеслав Викторович Мартемьянов.
Авторы применили новую методику для исследования лесов Республики Алтай. Это позволило на снимках 2017—2021 годов выявить районы, подвергавшиеся умеренному и сильному поражению непарным шелкопрядом. Согласно анализу, наибольший ущерб вредитель принес местным лесам в 2018 году, когда около 10 процентов деревьев полностью потеряли листву в летний сезон. Этот расчет соотносится с официальными данными, которые также представлены в работе благодаря содействию сотрудников Центра защиты леса Алтайского края.