Особенности развития очагов массового размножения непарного шелкопряда (Lymantria dispar) на северной границе ареала

УДК 595.787:502.574

Е. В. Колтунов, М. И. Хамидуллина

Ботанический сад УрО РАН, Екатеринбург, Российская Федерация, kev@uran.ru

CHARACTERISTICS OF THE GYPSY MOTH (LYMANTRIA DISPAR)
OUTBREAKS DEVELOPMENT AT NORTHERN BOUNDARY
OF THE GEOGRAPHIC RANGE

E. V. Koltunov, M. I. Hamidullina

Botanical Garden, Russian Academy of Sciences, Ural Branch, Yekaterinburg, Russian Federation

Непарный шелкопряд является одним из наиболее широко распространенных «вспышечных» видов насекомых-филлофагов в Евразии и Северной Америке. Он наносит значительный эколого-экономический ущерб лесным фитоценозам. Это сопровождается постепенной трансформацией породного состава древесного яруса в сторону более устойчивых, но менее ценных видов. В условиях Зауралья ущерб от фактора дефолиации березы очень незначителен (Колтунов и др., 1998). Тем не менее, заслуживают внимания механизмы адаптации зауральской географической популяции непарного шелкопряда к обитанию в условиях северной границы его ареала, особенно, механизмы, обеспечивающие возможность реализации периодических вспышек массового размножения в этих условиях.

Как показали результаты многолетних исследований, основными факторами, контролирующими границы ареала вспышек массового размножения этого фитофага в северной его части, являются абиотические (в первую очередь неблагоприятные климатические условия – низкие весенне-летние температуры, отсутствие сильных, повторных весенне-летних засух и нестабильность этих параметров)). В связи с этим особенно важное значение имеет такой биотический фактор, как адаптация популяции к обитанию в менее благоприятных условиях.

Ранее нами (Колтунов, 2006) было показано, что и этот фитофаг, и все другие, относящиеся к группе «вспышечных» видов, обладают высоким «вспышечным потенциалом», то есть способностью к реализации вспышки в подходящих экологических условиях (Колтунов, 2002, 2006). Но этот потенциал не является постоянным и стабильным. Он колеблется в различные фазы популяционной динамики, достигая максимума во вспышечный период и минимума в фазу депрессии (Колтунов, 2002, 2006). Как показано нами ранее (Колтунов, 2006), активация этого фактора происходит в результате воздействия фактора абиотического стресса (возникновение весенне-летних засух, обычно предшествующих вспышке, а часто и синхронизированных с ней) на древостой, а, также, популяцию фитофагов как опосредованно (через резкое изменение кормовых свойств листьев и хвои в результате воздействия стресса), так и прямым образом (улучшая условия обитания популяции). Третьим важным фактором, обеспечивающим возможность возникновения вспышки, является реакция части ценопопуляции древостоев на фактор абиотического стресса (весенне-летние засухи). Она идентифицируется по резкому снижения годичного радиального прироста древостоя в год наступления засухи (Koltunov, Andreeva, 1999; Колтунов, 2006). При этом ранее нами было установлено, что, чем ниже уровень потенциальной энтоморезистентности березы, тем выше уровень стрессовой реакции (Koltunov, Andreeva, 1999). Уровень стрессовой реакции древостоя обратно коррелирует с влажностью почвы. Следовательно, уровень реакции на фактор абиотического стресса в значительной степени детерминирует глубину временных физиолого-биохимических сдвигов в листьях и хвое. Как показали результаты, имеет место не однократное воздействие фактора абиотического стресса, которое сразу сопровождается дефолиацией крон, а постепенная, но достаточно быстрая адаптация части популяции к изменению экологических условий среды обитания и непосредственно трофических параметров кормового субстрата, которая сопровождается быстрым ростом биотического (вспышечного) потенциала, ростом выживаемости популяции и сильной дефолиацией древостоев.

Этот механизм очень эффективно функционирует не только в хорошо обеспеченных благоприятными гидротермическими условиями биогеоценозах (Южный Урал), но и в менее обеспеченных (северная граница ареала). Наиболее интересны зональные особенности функционирования механизма возрастания биотического (вспышечного) потенциала в этих условиях. Как показали многолетние исследования, в условиях Челябинской и Свердловской областей для инициирования механизма вспышки совершенно необходимо наличие весенне-летних засух за несколько лет до вспышки. При этом обязательным условием является повторность засух (как минимум, в течение 2–3 лет), наличие весенних засух, имеющих ключевое значение для роста биотического потенциала популяции непарного шелкопряда и отсутствие в первой половине весенне-летнего периода резких повышений гидротермического коэффициента (ГТК). Как показали результаты, резкие колебания ГТК в сторону возрастания менее значимы во второй половине лета. Вероятно, это обусловлено тем, что гусеницы младших возрастов заметно более чувствительны к химическому составу кормового субстрата, чем гусеницы старших возрастов. При этом наблюдаются совершенно очевидные зональные особенности характера воздействия этого фактора в центре ареала зауральской популяции и на северной границе. Если в условиях Челябинской области характер весенне-летних засух, предшествующих вспышкам, более интенсивный, а сами засухи часто полные (с весны до осени), более сильные и значительно более длительные (до 7 лет в сумме), то в условиях северной границы ареала их характер изменяется. Они чаще неполные, прерываются более влажными периодами, их интенсивность продолжительность (по годам) заметно меньше. Вместе с тем анализ реакции радиального прироста березы на этот стресс-фактор в условиях северной границы ареала вспышек (степень падения годичного радиального прироста в год действия засухи) показывает, что она достаточно интенсивна и количественно не меньше, чем реакция на засуху в условиях Челябинской области (снижение прироста в 1,5–2,0 раза). Можно предполагать, что в условиях Свердловской области (северная граница ареала зауральской популяции непарного шелкопряда) береза менее адаптирована к воздействию абиотического стресса (весенне-летние засухи) и заметнее реагирует на менее сильные засухи, чем древостой березы в условиях лесостепной и степной зон Челябинской области. Ранее мы сходную закономерность реакции березы на фактор абиотического стресса (засуху) обнаружили в различных лесорастительных условиях Челябинской области и при значительно различающемся уровне антропогенной трансформации лесов (Колтунов, 1993).

Таким образом, на основании результатов исследований можно предполагать, что популяция в северной части ареала адаптировалась к обитанию в менее благоприятных экологических условиях и к возможности быстрого роста биотического (вспышечного) потенциала и реализации вспышки в условиях менее интенсивного воздействия фактора абиотического стресса (весенне-летних засух). Вместе с тем продолжительность вспышек в этих условиях заметно меньше, периодичность вспышек также ниже (примерно в два раза), площадь очагов значительно меньше, чем в лесах Челябинской области. Другой особенностью адаптации популяции непарного шелкопряда к менее благоприятных условиям является возможность реализации вспышки массового размножения (после воздействия засух, предшествующих вспышке) на фоне либо менее засушливых условий либо нормальных гидротермических условий.


Zoocenosis — 2007
 Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали ІV Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2007. – С. 262-264.

Розповісти колегам:

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