XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Сибирский шелкопряд (DendrolimussuperanssibiricusTschetw.) имеет различную окраску, она варьирует от серо-бурой до темно-коричневой. Длина тела гусеницы к концу развития 55-70 мм, на 2-м и 3-м сегментах тела имеют черные с синеватым отливом поперечные полосы, а на 4-12-м сегментах – черные подковообразные пятна. Лет начинается во второй половине июля и длится около месяца[7, 9]. В середине августа из яиц выходят гусеницы первого возраста и начинают питаться. К концу сентября гусеницы достигают II-III возраста и уходят на зимовку в подстилку. В мае поднимаются в крону, где они питаются до осени и уходят на вторую зимовку в V-VI возрасте. Весной гусеницы вновь поднимаются в кроны и после активного питания в июне плетут плотный кокон. Развитие шелкопряда в куколке длится 3-4 недели [6,7].

Сибирский шелкопрядпо своему воздействию на лесные экосистемы особо выделяется в ряду хвое-листогрызущих вредителей [5]. Прежде всего масштабом воздействия и широтой своего распространения. Этот вид занимает неоспоримое первое место по силе своего воздействия на бореальные леса. Современный ареал сибирского шелкопряда охватывает всю азиатскую часть России, Казахстан, Северную часть Китая и Монголии, Корею [4].

Это насекомое в Сибири является одним из наиболее опасных вредителей хвойных лесов. Периодические подъемы его численности на значительных площадях приводят к существенным изменениям структуры бореальных лесов, усыханию древостоев и дают толчок процессу зоогенной сукцессии [1, 4].

Для своевременного выявления очагов сибирского шелкопряда используется несколько основных способов учета – в кроне и в подстилке.

Учет в кроне наиболее часто выполняется околотом гусениц на полог. Для околота выбираются «учетные» деревья диаметром 10-20 см. В средневозрастных насаждениях это могут быть деревья основного яруса, а в спелых древостоях – деревья II яруса. Для выполнения околота очищают от кустарников и застилают пологом площадку в пределах проекции кроны. Выпиливают «колот» длиной около 2 м и толщиной 16-20 см, приставляют его к стволу нижним концом, а верхним ударяют по стволу дерева, три серии по три удара. От сотрясения ветвей гусеницы сваливаются на полог. Околот наиболее результативен при учете гусениц II-III группы возраста [2]. В I группе возраста они зависают на образуемых шелковинках, а в VI группе очень крепко удерживаются на ветвях.

Валка околоченных деревьев кедра и пихты показала, что около 25 % гусениц остаются в кроне, поэтому к полученным результатам нужно добавлять 20% учтенного количества для темнохвойных пород и 10% - для лиственницы [10].

В кедровниках производят околот деревьев II яруса и для определения заселенности средних деревьев I яруса применяют специальные коэффициенты[8]. Относительная заселенность I яруса выявляется при визуальном обнаружении экскрементов гусениц старших возрастов на площади 0,5-1,0 м² в пределах проекции кроны близко к стволу, для средних деревьев.

Околот деревьев 2-го яруса широко используется как в лиственничных и темнохвойных формациях в Сибири, так и в широколиственно-кедровых лесах. По данным заселенности «учетных» деревьев, можно определить К_рм, то есть характеризовать динамику численности популяций [10].

Относительная заселенность деревьев II яруса в начальной фазе нарастания численности меньше, чем I яруса. Абсолютная заселенность для средних деревьев I яруса может быть рассчитана по данным околота с использованием множителей (коэффициентов). В горных кедровниках со средним диаметром 30-40 см принимают множитель 8-10 в мае и июне и 4-6 – в августе и сентябре. В долинных кедровниках используют множитель 8-10 как весной, так и осенью. Указанные различия связаны с тем, что в августе и сентябре, при достаточном количестве тепла, молодое поколение мало мигрирует. Гусеницы, которые вывелись из кладок, размещенных в нижних ярусах, остаются на деревьях второго яруса и на подросте. Весной гусеницы стремятся вверх и более плотно заселяют верхнюю часть кроны деревьев 1 яруса. В долинных насаждениях, вероятно, из-за более густого полога кустарников, кладки размещаются выше и соотношение заселенности 1 яруса и учетных деревьев более стабильное. Техника выполнения околота описана выше.

Способ учетных ветвей или спуска кроны не применяется широко из-за его трудоемкости и опасности, но может быть целесообразен для уточнения заселенности в случае принятия ответственных решений.

В кронах кедра 1 яруса самая большая плотность гусениц на крупных ветвях в верхней трети, а слабо заселена нижняя часть кроны до высоты 9 метров. Поэтому по протяженности кроны следует выпилить в одном секторе 10-12 ветвей, которые будут служить учетными. На деревьях диаметром 26-32 см в качестве учетных берут ветви диаметром 2,5-3,6 см, на деревьях диаметром от 36 до 48 - 4-6 см [10]. Средняя заселенность ветвей умножается на подсчитанное количество таких ветвей в кроне для расчета заселенности дерева. Средняя плотность на модельной ветви, равная 1,3 гусеницы, соответствует 100 шт., а 6-8 гусениц на ветви – 300-500 шт. в кроне. При такой плотности, свойственной периоду образования очагов, средняя заселенность лесопатологического выдела достоверно определяется по 60-80 ветвям, которое следует срезать с 5-7 деревьев.

Куколки размещены в кроне более равномерно, чем гусеницы. Гусеницы VI группы возраста со второй половины июня и до коконирования мигрируют в пределах кроны, и многие спускаются даже в почву. В связи с этим учет куколок может осуществляться по ветвям нижних частей крон. Если представляется возможным провести учет куколок на срубленных деревьях, то в выборку из 60-80 ветвей лучше набирать по 3-4 ветви дерева.

Учет в подстилке рекомендуется проводить в пределах проекции кроны модельных деревьев I яруса на небольших площадках. В основных стациях, как кедровых, так и лиственничных, условия зимовки гусениц, связанные с толщиной и влажностью подстилки, достаточно однообразны, поэтому большинство гусениц, спустившись по стволу, накапливаются в области проекции кроны. При групповом размещении деревьев в кедровниках и средней полноте других насаждений учет под кроной с последующим определением заселенности модельного дерева более эффективен, чем расчет плотности на 1 м² (1га), хотя последний способ тоже может быть приемлем. Учет гусениц в подстилке в пределах проекции кроны вполне надежен. Исследования выявили надежную зависимость числа гусениц от расстояния по радиусу от ствола, которая может быть описана показательным уравнением. Более простой способ для практического применения – определение средней плотности гусениц на подкроновой площади через учет их в зоне максимальной плотности по формуле:

у =16 (0,57х + 0,09) [10], где: у – средняя плотность на 1м² подкроновой площади; х – среднее число гусениц в расчете на площадку размером 0,25*0,25 м, из которых три размещают в непосредственной близости к стволу, а другие 4 удалены от них на 0,5 м по разным радиусам (расстояние между центрами площадок по радиусу 0,75 м). Количество гусениц на дерево определяется умножением средней плотности на площадь проекции кроны [6].

Каломерный способ в деталях разработан для кедровников, но может применяться и в других насаждениях, особенно ценных, где следует избегать частых учетов способом околота, который приводит к травмированию деревьев; для этого способа выбирают модельное дерево 1 яруса. Этот способ определения абсолютной заселенности доступен для исполнителей с любыми физическими возможностями и безвреден для насаждений, по сравнению со способами околота и спуска кроны. Он применяется для определения заселенности модельных деревьев 1 яруса древостоя. Абсолютная заселенность модельного дерева определяется делением общего количества экскрементов, вычисленного для площади проекции кроны в расчете на сутки, на суточную норму экскрементов одной гусеницы. Для расчета общего количества экскрементов учитывается их количество (масса или число) на части подкроновой площади и используется выявленная при исследованиях закономерность: распределение экскрементов по радиусу проекции кроны удовлетворительно описывается прямой линией, имеющей определенный угол наклона.

Техника выполнения работы следующая. Два или четыре тканевых полога размером 1,1*1,1 м, имеющих завязки по углам, размещают под учетным деревом на определенном расстоянии от оси ствола до центра полога: 1 м для деревьев с радиусом проекции кроне менее 3 м, 1,5 м – при радиусе 3,0-3,5 м, 2,0 м – при радиусе более 3,5 м. пологи натягивают на колышки на расстоянии 10-15 см над поверхностью почвы, в центре полога кладут груз.

Экскременты должны быть собраны не менее чем за трое суток; что бы не допустить разрушения их дождем, лучше собирать ежедневно. Сбор проводят в бумажные пакеты, на которых записывают номер дерева и номер полога. Если количество экскрементов не превышает нескольких десятков, то их следует учитывать по возрастам гусениц. Высушенные до воздушно-сухого состояния экскременты взвешивают, а затем рассчитывают среднюю массу (или количество) на 1 м² для каждого учетного дерева. Общее их количество для учетного дерева определяют, используя график (рис.) и следующую формулу:

Р_Э = 6,28 (а/2 х R² - в/3 х R²) [10], где Р_Э – общее количество экскрементов в области проекции кроны за сутки, г (шт.); R – средний радиус кроны, м; в – находят из соотношения У_Э/R – R_Э г; У_Э – среднее количество экскрементов на 1-метровом пологе, г (шт.); R_Э – расстояние от оси ствола до центра полога, м; (а) – находят графически на пересечении линии У, с осью У, г. Более просто, но менее точно, можно рассчитать Р, пользуясь формулой:

Р_Э = У_Э х S_Э + 0,5 У_Э (S_R– S_Э) [10], где: S_R– вся площадь проекции кроны, м²; S_Э – площадь с радиусом 2 м (12,5 м²) или 2,5 м (19,6 м²), в зависимости от расстояния до центра полога 1,0 или 1,5-2,0 м; (S_R– S_Э)– оставшаяся площадь проекции кроны, м².

Рисунок – Нахождение параметров для формулы расчета количества экскрементов в области проекции кроны [10]

Для определения суточной нормы экскрементов в изоляторах содержат собранных способом околота гусениц, экскременты от которых собирают за трое суток. Удобны для этого мешки из капроновой сетки размером 0,6*0,6 м, в которые помещают 15-30 гусениц, в зависимости от возраста, и развешивают для питания на подросте кормовых растений.

В некоторых случаях, при не очень ответственных учетах, можно использовать следующие формы фекальных комочков: 15-20 шт./ сутки для гусениц II-V групп возрастов, 20-25 шт./ сутки – для гусениц VI группы возраста. Принимая то или иное число, следует учитывать интенсивность линьки в период учета, так как в течение 2-3 дней линьки гусеницы не питаются. Лучшие сроки для определения заселенности каломерным способом в кедровниках: 10-25 сентября и с 15 мая по 15 июня [3].

Феромонный метод мониторинга сибирского шелкопряда основан на достаточно изученном явлении привлечения самцов самками или синтетическим аналогом их полового аттрактанта в специальные ловушки. Суточный ритм половой активности бабочек сибирского шелкопряда обусловлен уровнем освещенности в температурном интервале от +8 до +25^оС. Он продолжается с 23 часов ночи до 5 часов утра с максимумом между 23 и 3 часами. Самки обладают привлекательностью для самцов, в среднем, на протяжении 9 дней, наиболее сильной – двух-четырехдневные особи.

Уловы феромонных ловушек не показывают плотность популяции, но организованный определенным образом феромонный мониторинг в межвспышечный период выявляет тренд изменения ее численности. Кроме того, если вывести ловушки в первой декаде июня и проверять с интервалом 15-20 дней, то можно получить информацию о соотношении числа особей, развивавшихся с однолетней и двухлетней продолжительностью генерации. Возрастную структуру популяции важно знать для понимания темпов роста численности.

Размещение феромонных ловушек оптимально в насаждениях, которые являются местообитаниями высокой опасности массовых размножений вредителя – в резервациях или местах первичных очагов. Поскольку такие места бывают удалены или труднодоступны в условиях горного рельефа, то часть ловушек можно размещать на некотором расстоянии от их или в местообитаниях средней опасности массовых размножений.

Методика феромонного мониторинга популяций сибирского шелкопряда проходила опытно-производственную проверку в 1988-2004 гг. Следует считать приемлемым ловушки с инсектицидными пластинками и феромоном в количестве 20 мкг, которые использовались в 2003 и 2004 гг. Ловушки привлекают самцов на протяжении двух месяцев.

Таким образом, самым эффективный и менее трудоёмким является метод учёта путем околота деревьев, который показывает наиболее точную заселенность вредителя на выделенном участке. В дальнейшем при работе с данными по учёту проводится изучение границ заселенности и, если заселенность превышает норму, то производится оформление документов по химической, либо биологической обработки местности, для предотвращения разрастания численности и возникновения очагов. Если вовремя не принять меры, то при благоприятных для шелкопряда условиях это может привести к катастрофической численности, которая повлечёт за собой крупный материальный ущерб для государства. Способ учетных ветвей, каломерный способ, учет гусениц в подстилке и феромонный метод менее удобны и требуют больших трудозатрат.

Список литературы

Брюханов А. Экологическая оценка состояния лесов в Сибири: тревожные итоги//Устойчивое лесопользование. – 2009. - №2(21). – С.21-31.

Бубнов М.И. Динамика численности сибирского шелкопряда (Dendrolimus superans sibiricus Tschetv.) в Черемховском лесничестве. Мат-лы VI междунар. Научно-практич. конференции. – 2017. – С. 168-173.

Колтунов Е.В., Ердаков Л.Н. Особенности цикличности многолетней динамики вспышек массового размножения различных географических популяций сибирского шелкопряда (Dendrolimus superans sibiricus tschetv) в Сибири // Современные проблемы науки и образования. – 2013. - №6. – С. 700.

Леонтьев Д.Ф. Распространение и прогнозирование численности сибирского шелкопряда (Dendrolimus superans sibiricus Tschetv.) (Научный обзор) Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований.- 2015. - №11- 5. - С. 705-709.

Леонтьев Д.Ф., Лабедcки А. К оценке уязвимости Иркутской области и Байкальской природной территории к воздействию сибирского шелкопряда // Мат-лы междунар. науч.-практич. конф., посвящ. 110-летию со дня рождения профессора В.Н.Скалона (23-26 мая 2013 г.) «Охрана и рациональное использование животных и растительных ресурсов». – Иркутск, 2013. – С. 349-351.

Михайлов Ю.З., Сумина Н.Ю. Сибирский шелкопряд (Dendrolimus superans Butler, 1877) и борьба с ним в Иркутской области// Байкальский зоологический журнал. – 2012. - №3(11). – С. 25-29.

Плешанов А.С. Насекомые – дефолианты лиственничных лесов Восточной Сибири. – Новосибирск: Наука, 1982. – 209.

Приказ Минприроды России №470 «Об утверждении Правил осуществления мероприятий по предупреждению распространения вредных организмов» от 13.01.2017

Рожков А.С. Сибирский шелкопряд. Систематическое положение, филогения, распространение, экономическое значение, строение и образ жизни. – М., 1963. – 176 с.

Сибирский и белополосый шелкопряды на Дальнем Востоке.// Пособие по мониторингу. – Хабаровск. – 2007. – 57с.