Низкое биоразнообразие членистоногих в поле и массовые размножения вредителей

УДК 591.553:632.937

В. Б. Чернышев, В. М. Афонина, Е. Е. Боховко, Р. Р. Сейфулина,
А. В. Суязов, О. В. Тимохова, А. В. Тимохов

Московский государственный университет, г. Москва, Россия, E-mail: tshern@yandex.ru

Ключевые слова: биоразнообразие, агроэкосистема, насекомые, пауки, миграции

LOW BIODIVERSITY OF ARTHROPODS IN THE FIELD
AND THE MASS PEST OUTBREAKS

W. B. Tshernyshev, V. M. Afonina, E. E. Bokhovko, R. R. Seyfulina,
A. V. Suyazov, O. V. Timokhova, A. V. Timokhov

Moscow State University, Moscow, Russia, E-mail: tshern@yandex.ru

Key words: biodiversity, agroecosystem, insects, spiders, migrations

По нашим данным, видовое разнообразие членистоногих резко снижается по мере удаления от края поля. Если поблизости от обочин уровень биоразнообразия близок к естественным биотопам, то в центральной части поля он существенно ниже. Известно также, что на поле часто возникают вспышки массовых размножений фитофагов–вредителей. Принято считать, что именно низкое биоразнообразие является причиной этих вспышек, то есть малой устойчивости агроэкосистемы.

Однако многолетний опыт биологического метода защиты растений показывает, что вспышка массового размножения вредителя может быть предотвращена выпуском в поле лишь одного вида искусственно разведенного энтомофага, часто ранее уже имеющегося в данной местности, но в небольших количествах. Такой выпуск означает появление нового доминирующего вида, что, скорее всего, должно снизить уровень биоразнообразия.

Мы полагаем, что параллельные изменения биоразнообразия и устойчивости агроэкосистемы могут быть вызваны иными причинами. Для решения этого вопроса в течение многих лет мы наблюдали формирование комплексов членистоногих на полях с различными сельскохозяйственными культурами, а также на полевых обочинах и в прилегающих биотопах, начиная со схода снега и до уборки урожая. Работа проводилась в Московской области и Краснодарском крае. Членистоногих собирали регулярно с помощью почвенных ловушек Барбера, а также кошения энтомологическим сачком.

В результате мы выделили три группы видов членистоногих на полях. Это, во-первых, виды, постоянно там обитающие и хорошо переносящие зиму и распахивание; во-вторых, виды, которые постепенно заселяют поле, переходя на него с обочин и из прилегающих биотопов; в-третьих, виды, хорошо мигрирующие (в том числе из дальних биотопов), и сразу заселяющие практически все поле. Все эти группы видов приспособлены к жизни на открытых пространствах.

Ранней весной на вспаханном поле или на всходах озимой пшеницы комплекс членистоногих ограничен небольшим количеством форм, способных зимовать на самом поле. Это преимущественно питающиеся разлагающимися растительными тканями и грибами ногохвостки, мелкие жуки–стафилиниды и хищные клещи–краснотелки. По-видимому, возможна зимовка на поле и некоторых пауков (Lycosidae и Linyphiidae), а также жужелиц, но только при наличии в поле растительных остатков. Кроме того, на поле с озимыми культурами в растениях зимуют злаковые мухи Oscinella spp.

Наоборот, комплекс членистоногих, переходящих на поле с обочин, а иногда из леса или лесополос, очень богат видами. Многие из этих объектов не способны к полету и постепенно заселяют поле, начиная с его краев. К ним относятся сенокосцы и почти все пауки, большинство клопов и жужелиц. Процесс заселения поля затягивается на месяц и более. Для хортобионтов заселение может задерживаться до смыкания растений. Большинство видов не достигают центральной зоны поля.

Наконец, хорошо мигрирующие виды быстро заселяют поле, попадая на него из различных биотопов в пределах всего агроландшафта. Число таких видов относительно невелико, значительную их часть составляют фитофаги, многие из которых являются вредителями. Эти виды сначала предпочитают краевую зону поля, но затем большинство из них распространяется по всему полю. Хищники, обладающие этой же стратегией заселения поля, такие как жуки–коровки и некоторые жужелицы, как правило, несколько запаздывают в своем освоении поля, поскольку сначала там мало фитофагов, являющихся для них кормом. Поэтому в центре поля, особенно большого, из-за недостатка там энтомофагов у фитофагов создаются оптимальные условия для их массового размножения.

Анализ исторического становления групп членистоногих с разной стратегией заселения поля показал, что в основе как неустойчивости агроэкосистемы, так и бедности видового состава должны быть распахивание поля и выращивание на больших площадях одного вида сельскохозяйственного растения (монокультура).

Естественный процесс заселения поля был отработан природой за сотни тысяч лет во время плейстоцена, когда ледники, в умеренной зоне уничтожавшие всю растительность и перепахивавшие грунт, отступали во время теплого сезона, либо при потеплениях. Ежегодно конфигурация и расположение этих свободных пространств менялись, поэтому их осваивать могли только растения, дающие хорошо распространяющиеся семена (будущие сорняки) и немногие способные к дальним миграциям членистоногие, в основном фитофаги (среди которых многие будущие вредители), и некоторые энтомофаги. Очевидно, что те же процессы происходят на поле, созданном человеком, и именно с распахиванием связано низкое биоразнообразие членистоногих на посевах.

С другой стороны, поля, как правило, засевают растениями одного вида, что является новым явлением в жизни биосферы, возникшем только сотни лет назад. Такой срок слишком мал для формирования устойчивой экосистемы. Монокультура создает особенно благоприятные условия для некоторых фитофагов, способных питаться этим растением. Однако из-за севооборота эти фитофаги ежегодно должны заново искать поле с подходящим для их питания растением, на что способны лишь хорошо мигрирующие виды. Этот поиск облегчается тем, что большое поле с монокультурой создает мощные привлекающие фитофагов визуальные и химические стимулы, которые не «перебиваются» сигналами растений других видов.

Монокультура не только может способствовать возникновению вспышек размножения вредителей, но также приводит к снижению биоразнообразия фитофагов.

Хищники и паразиты, за редкими исключениями, меньше зависят от растений и поэтому не нуждаются в столь дальних миграциях в поисках жертв. Однако их численность на поле обычно невелика, потому что площадь обочин полей, где в основном зимуют эти виды, мала по сравнению с размерами полей. Кроме того, процесс заселения поля протекает относительно медленно, так как эти объекты обладают невысокими миграционными способностями. Хищников же, способных к быстрому и активному заселению поля, сравнительно мало и, как правило, они более специализированы.

Итак, на поле создаются благоприятные условия для фитофагов–вредителей. С одной стороны, они там полностью обеспечены пищей, а с другой – численность их естественных врагов часто недостаточна для сдерживания их массовых размножений, особенно в центральной части поля. Энтомофагов оказывается либо слишком мало для заселения всего поля, либо они не успевают за сезон освоить все пространство поля.

Таким образом, неустойчивость агроэкосистем не связана с уровнем биоразнообразия членистоногих на поле. Оба показателя изменяются параллельно, но независимо друг от друга и определяются условиями, возникающими в агроэкосистеме.


Zoocenosis — 2005
 Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІІ Міжнародної наукової конференції. – Д.: Вид-во ДНУ, 2005. – С. 227-229.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники