Полезная фауна жесткокрылых (Coleoptera) биоценозов степи Украины и пути увеличения ее видового разнообразия и численности
УДК 595.7(477.63) + 632.92
А. М. Сумароков
Синельниковская селекционно–опытная станция Института зернового хозяйства УААН,
г. Синельниково, Украина
В последнее десятилетие проблема биологического разнообразия вышла на первый план среди биологических дисциплин. Этой проблеме посвящена подготовленная специалистами многих стран мира обобщающая сводка Global Biodiversity Assessment. Для реализации Программы ООН разработан проект Концепции Национальной программы сохранения биологического и ландшафтного разнообразия Украины. Целью этой программы является обеспечение максимального сохранения биоразнообразия и богатства ландшафтов путем охраны, улучшения состояния и восстановления экосистем, среды обитания видов и компонентов ландшафтов.
Одним из мощных факторов воздействия на природные экосистемы и, в целом, на состояние окружающей среды, является сельское хозяйство. В первую очередь, это использование в растениеводстве разнообразных пестицидов для обеспечения максимального выхода выращиваемой продукции. Отрицательное воздействие химических препаратов на животное население, и в частности, на полезную энтомофауну биоценозов, общеизвестно. Однако, и сейчас многие исследователи отводят химическому методу одно из основных мест в системе мероприятий по ограничению численности вредных организмов.
В связи с тем, что за последние 10–12 лет количество применяемых пестицидов значительно снизилось (согласно статистическим данным, в 10–15 раз) нам представилась возможность проанализировать, каким образом это отразилось на численности и видовом разнообразии насекомых, обитающих в различных биоценозах степной зоны Украины. Результаты проведенного анализа на примере одной из наиболее многочисленных групп энтомофауны – жесткокрылых (Coleoptera), приведены в представляемой вниманию читателей работе.
Многолетние стационарные исследования проведены в Днепропетровской обл. Дополнительно материал собирался в Кировоградской, Николаевской, Херсонской и Одесской обл. Учеты численности насекомых осуществлялись согласно существующим методикам. Объектами наблюдений были поля, засеянные озимыми пшеницей и рожью, ячменем, овсом, горохом, гречихой, сорго, кукурузой, подсолнечником, многолетними злаковыми (житняк, костер) и бобовыми (эспарцет, люцерна) травами. Обследовались также разнотравные степные биоценозы и полезащитные лесополосы. Нами впервые были проведены многолетние стационарные исследования одновременно во всех указанных биоценозах в течение 1983–1989 гг. и 1999–2002 гг.
За весь период исследований в указанных биоценозах было собрано и определено более 450 000 экземпляров жуков, относящихся почти к 1 100 видам из 50 семейств. Наиболее постоянными компонентами сравниваемых экосистем, характеризующими их особенности, являются обитатели почвы и напочвенного яруса (герпетобия), которые, особенно на полях, в максимальной степени подвергались воздействию пестицидов. Поэтому сравнительный анализ данных приводится именно для этой группы жуков.
Нами установлено, что агроценозы отдельных культур по числу обитающих в них видов жуков уступали разнотравным биотопам. Вместе с тем, в пределах целостного агробиогеоценоза, включающего весь набор возделываемых культур, видовое разнообразие колеоптерофауны было выше, чем в балочных степных биотопах. В условиях агроландшафта массовыми и обычными были 136 видов жуков, в то время как в разнотравных биоценозах таких видов было лишь 123. Это опровергает существующее мнение о видовой бедности культурных биоценозов. Следует отметить, что коэффициент сходства видового состава массовых и обычных видов жуков между сравниваемыми биогеоценозами достигет 80,7 %.
Основу фаунистического комплекса жесткокрылых, обитающих в лесополосах исследуемого региона, составили 112 видов из 17 семейств, которые по численному обилию были массовыми и обычными. Остальные виды жуков были редкими.
Для удобства изложения, при характеристике материала по влиянию пестицидов на все биоценозы, отрезки времени, охватывавшие периоды различной степени пестицидной нагрузки, в дальнейшем будут именоваться как первый и второй варианты, характеризующие, соответственно, периоды широкомасштабного применения пестицидов (1983–1989 гг.) и значительного уменьшения их количества (1999–2002 гг.).
Сравнительный анализ данных в обоих вариантах показал, что в агробиоценозах во втором варианте среднее число видов жуков герпетобия увеличилось в 2,1 раза по сравнению с первым. При этом динамическая плотность жесткокрылых возросла во втором варианте в 7,3 раза. В том числе, отмечено значительное увеличение (в 8,3 раза) плотности зоофагов, а также сапрофагов – в 4,8 раза.
Следует отметить, что на фоне значительного уменьшения пестицидной нагрузки на агроценозы, произошли существенные изменения в межпопуляционной структуре жуков.
В частности, среди зоофагов появились виды, которые ранее не были отмечены на полях. К ним следует, прежде всего, отнести жужелиц Chlaenius aeneocephalus Dejean (1826), Brachinus brevicollis Motschulsky, 1844, B. psophia Serville, 1821. Эти виды стали обычными в агроценозах и являются активными хищниками.
Нами установлено, что в создавшихся условиях произошло заметное увеличение и средней плотности фитофагов (в 5 раз). Результат анализа полученных данных показал, что среди фитофагов не отмечено увеличения плотности видов, являющихся вредителями выращиваемых полевых культур. Повышение численности растительноядных жуков произошло, главным образом, за счет видов, питающихся сорной растительностью. Это дает основание считать их относительно полезными видами.
Таким образом, приведенные выше данные свидетельствуют о том, что даже при значительном снижении количества пестицидов агроэкосистемы способны самостоятельно, без вмешательства человека сдерживать нарастание численности вредных видов фитофагов. Поэтому, использование химического метода должно иметь место только тогда, когда численность вредной энтомофауны превышает экономические пороги вредоносности, а популяции природных энтомофагов не в состоянии самостоятельно снизить количество вредителей до уровней ниже пороговых величин.
Подтверждением общей тенденции, касающейся увеличения видового разнообразия и динамической плотности жесткокрылых в условиях значительного снижения пестицидной нагрузки на все биогеоценозы, служат и изменения, происшедшие в структуре колеоптерофауны, обитающей в разнотравных балочных биоценозах. Они свидетельствуют о том, что число видов жуков, принадлежащих ко всем трофическим группам, во втором варианте увеличилось в 1,7–1,8 раз по сравнению с первым. При этом динамическая плотность зоофагов возросла в 6,0 раз, а сапрофагов, соответственно, в 3,4 раз. Так же, как и в агроценозах, в разнотравных биоценозах отмечено появление ранее не встречавшихся видов жуков, таких как Laemostenus terriciola Herbst, 1783, Microlestes fissularis Reitter, 1901, Masoreus wetterhallii (Gyllenhal, 1813) (Carabidae) и др.
На фоне произошедшего уменьшения объемов применения пестицидов отмечены существенные изменения в видовом составе и трофической структуре жуков герпетобия, обитающих в лесополосах. Сравнительный анализ полученных данных показал, что, как и в предыдущих биоценозах, в лесопосадках во втором варианте произошло увеличение количества видов жуков, по сравнению с первым вариантом, в 1,5 раз, в том числе зоофагов – в 1,9 раз, сапрофагов – в 2,2 раз. Динамическая плотность всех жуков герпетобия при этом возросла в 8,6 раз. Наиболее значительное увеличение плотности отмечено у зоофагов (в 10,8 раз). Этот показатель для сапрофагов увеличился в 3 раза. При этом нами не зафиксировано накопления в лесополосах видов жуков, способных нанести вред посевам культурных растений.
Обращает на себя внимание увеличение плотности группы жуков–сапрофагов разных уровней специализации во всех исследуемых биоценозах. Сапрофаги были представлены жуками из семейств Anthicidae, Dermestidae, Scarabaeidae (p. Aphodius, Onthophagus, Copris), Trogidae, мертвоедами из родов Nicrophorus, Thanatophilus (Silphidae). Типичными представителями являются жуки подсемейств Aphodiinae и Coprinae, для которых характерны копрофагия (Aphodius, Onthophagus) и детритофагия (Pleurophorus). Этой группе жесткокрылых, обитающей в исследуемых биоценозах, в литературе уделяется крайне недостаточно внимания. Что касается видового состава сапрофагов в агроценозах, то данных мы вовсе не обнаружили. Вместе с тем, в биоценозах жуки–сапрофаги принимают участие в трансформации мертвых остатков растительного и животного происхождения в частности, и протекании почвообразовательного процесса, в целом.
На основании вышеизложенного, автору представляется возможным сделать следующие выводы:
1. Одним из наиболее существенных факторов, уменьшающих видовое разнообразие и численность природных популяций насекомых, является чрезмерное и зачастую необоснованное применение пестицидов в сельском хозяйстве.
2. Установлено, что даже уменьшение их количества в 10–15 раз, произошедшее за последние 10–12 лет, не привело к значительному увеличению численности и усилению вредоносности фитофагов в большинстве агроценозов полевых культур.
3. При снижении пестицидной нагрузки во всех исследуемых биоценозах отмечено увеличение видового разнообразия фауны жесткокрылых в среднем в 2 раза. При этом численность хищных жуков возросла в 6–11 раз, а в отдельных биоценозах – более, чем в 40 раз. Среди полезной энтомофауны отмечено увеличение численности сапрофагов разных уровней, играющих важную роль в процессе почвообразования.
4. Установлено, что природные популяции зоофагов даже при значительном снижении уровня пестицидной нагрузки на биоценозы способны в довольно широком диапазоне сдерживать нарастание численности вредных видов фитофагов в условиях агроценозов на безопасном уровне без антропогенного вмешательства.
5. Применение химического метода допустимо только тогда, когда возникает угроза экономически ощутимых потерь урожая полевых культур от вредных организмов, и когда природные популяции зоофагов не в состоянии самостоятельно сдерживать численность фитофагов на уровне ниже пороговых величин.
Zoocenosis — 2003
Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – С. 166-169.