Отправь SMS - поддержи наш сайт

Номер 15, сентябрь 2000

Массовое размножение насекомых - экологическая катастрофа в тайге Северной Азии

В. В. Солдатов, Н. П. Ремарчук, Д. Л. Гродницкий, А. И. Бондарев

Черный пихтовый усач - неизменный спутник сибирского шелкопряда. Леса, выжившие после нападения шелкопряда, становятся жертвой усача.

Таежные экосистемы Урала, Сибири и Дальнего Востока периодически подвергаются интенсивному разрушительному воздействию сибирского шелкопряда Dendrolimus superans sibiricus Tschetw., который наносит огромный экологический, экономический и социальный ущерб. В периоды массового размножения численность гусениц шелкопряда достигает нескольких тысяч на дерево. Гусеницы уничтожают хвою лиственницы, пихты, кедра, ели, сосны и кедрового стланика, после чего деревья часто погибают. Основным природным регулятором численности этого вредителя в Сибири является паразитический наездник Telenomus gracilis, поражающий яйцекладки шелкопряда. Поэтому в лиственничных лесах вспышки численности вредителя возникают после пожаров, уничтожающих наездников. В темнохвойной тайге очаги шелкопряда (шелкопрядники) образуются в среднем каждые 14 лет в результате засухи.

В ходе последнего массового размножения, которое состоялось в середине 90-х гг., шелкопряд повредил темнохвойные насаждения в Ангаро-Енисейском регионе на площади 480 тыс. га. При этом 125 тыс. га были повреждены в слабой степени (гусеницы уничтожили менее 25% хвои), 68 тыс. га - в средней (обесхвоивание 25-50%), 50 тыс. га - в сильной (50-75%), и 237 тыс. га подверглись полному объеданию (съедено более 75% хвои).

Уже к 1 сентября 1996 г. полностью обесхвоенные насаждения погибли. Поскольку эти древостои содержат огромный запас сухой древесины, то очень велика опасность возгорания от молний и возникновения сильных верховых пожаров. При этом погибнет не только мертвый лес, но и окружающие насаждения. Поэтому леса, погибшие в результате деятельности сибирского шелкопряда, следует незамедлительно вырубать. Пока деревья шелкопрядников слабо заселены стволовыми вредителями, значительная часть древесины в этих насаждениях может быть использована на пиломатериалы, что имеет первостепенную значимость для поддержания уровня жизни местного населения в условиях продолжающегося экономического застоя.

Однако к началу 1999 г. в Красноярском крае было вырублено лишь 27% древостоев, поврежденных сибирским шелкопрядом. Впоследствии эти участки лесов остались невостребованными, так как технические качества древесины темнохвойных пород через 3 года значительно снижаются из-за широкого распространения гнилей. Поэтому в настоящее время большинство деревьев на обследованных площадях поражено мягкой стволовой гнилью и не имеет хозяйственной ценности. Дальнейшую судьбу погибших лесов нетрудно предвидеть. Насаждения, уцелевшие от пожаров, будут подвержены ветровалу и бурелому. В течение ближайших двух десятилетий от них останутся лишь единичные деревья.

Гусеница сибирского шелкопряда, поедающая пихтовую хвоинку

Крайне важно, что леса, погибшие от шелкопряда, плохо восстанавливаются. Гусеницы уничтожают подрост вместе с древостоем, и только спустя десятилетие возможно появление малочисленного подроста лиственных пород. В старых очагах хвойные появляются лишь через 30-40 лет после усыхания древостоев, причем не везде и не всегда. Основной причиной отсутствия естественного возобновления в шелкопрядниках является резкая экологическая трансформация растительных сообществ. Во время массового размножения шелкопряда за 3-4 недели в подстилку и почву поступает до 30 т/га объеденных фрагментов хвои, экскрементов и трупов гусениц. Буквально в течение одного сезона вся хвоя в насаждении перерабатывается гусеницами и поступает в почву. Этот опад содержит значительное количество органических веществ - благоприятного корма для почвенных бактерий и грибов, деятельность которых значительно активизируется после массового размножения шелкопряда. Этому также способствует увеличение температуры и влажности почвы, поскольку ни солнечный свет, ни осадки более не задерживаются кронами деревьев. Фактически, массовое размножение шелкопряда способствует более интенсивному протеканию биологического круговорота в результате быстрого освобождения значительных количеств вещества и энергии, заключенных в лесной подстилке. Почва в шелкопрядниках становится более плодородной. На ней бурно развивается светолюбивый травяной покров и подлесок, происходит интенсивное задернение и часто - заболачивание. Вследствие этого сильно нарушенные насаждения сменяются нелесными экосистемами. Поэтому восстановление насаждений, близких к исходным, затягивается на неопределенный срок, но не менее чем на 200 лет.

Леса, объеденные неполностью, пока сохраняют жизнеспособность. Однако низкая биологическая устойчивость поврежденных деревьев создала возможность для успешного развития в них личинок черного пихтового усача Monochamus urussovi Fisch. и пальцеходного лубоеда Xylechinus pilosus Ratz. Усач повреждает сосну, кедр, ель, пихту, лиственницу и березу. Этот вид распространен на всей лесной территории умеренных широт от Финляндии и Белоруссии до Монголии, Китая, Японии и Магаданской области. Южная граница ареала проходит по пойменным соснякам Приднепровья, Казахскому мелкосопочнику и Северному Китаю. Очаги массового размножения отмечены только в Сибири и только на пихте.

Молодые жуки черного пихтового усача обгрызают кору с побегов в кронах деревьев. Концевые части погрызанных ветвей через некоторое время засыхают. На пихте хвоя усохших побегов приобретает характерный рыжий цвет. По числу таких "рыжиков" в кроне можно судить о степени поврежденности пихты усачом. Личинки питаются лубом и, начиная со второго-третьего возраста, грызут ходы в заболони, образуя червоточины, направленные к центру ствола. Наличие червоточин значительно снижает сортность древесины. Вред, наносимый усачом, усугубляется тем, что жуки являются переносчиками спор микроскопического грибка Ceratocystis spp., который вызывает опасное заболевание - синеву древесины, и поэтому является объектом пограничного карантина: древесина, пораженная синевой, не подлежит сертификации и запрещена к вывозу за пределы страны. Развитие пихтового усача длится 2 года и включает стадии яйца, личинки (6 возрастов), куколки и жука. Жуки летают с конца июня до сентября. В июле самки выгрызают в толстой коре комлевой и средней частей ствола продолговатые углубления - насечки, и откладывают туда по 1-2 яйца. Одновременно они вносят под кору споры синевы древесины. По достижении шестого возраста личинка выгрызает в конце хода куколочную колыбельку - овальную камеру длиной до 80 мм. В этой колыбельке в июне личинка превращается в куколку. В это же время в колыбельке образуются плодовые тела гриба. Через две-три недели из куколки выходит молодой жук, который прогрызает правильное круглое отверстие и выходит наружу, перенося на себе споры синевы.

Пальцеходный лубоед распространен в таежной зоне от Средней и Северной Европы до Якутии, Магадана, Камчатки, Хабаровского и Приморского краев, включая Сахалин, лесные части Монголии и Казахстана. Лубоед повреждает пихту, ель, кедр и лиственницу, нанося характерные повреждения: маточный ход, прокладываемый жуком, имеет форму поперечной скобки длиной 30-40 мм. В начале хода имеется расширение, от которого могут отходить вверх 1-2 пальцевидных выступа.

В июне самка лубоеда втачивается под кору хвойных деревьев и прогрызает ход, куда затем прилетает самец. После спаривания самка откладывает яйца в камеры по бокам хода. Личинки развиваются до августа. Размножение пальцеходного лубоеда носит массовый характер. При достаточно высокой численности личинки съедают луб полностью. При этом лубоед предпочитает заселять деревья малой толщины, а усач - более крупные. В результате весь свежий сухостой в шелкопрядниках сплошь отработан личинками жуков.

Существенно, что численность этих видов жуков в насаждениях, поврежденных шелкопрядом, достаточно велика и продолжает расти. Например, в 1996 г. средняя плотность насечек усача не доходила до 1 шт/дм2, а летом 1999 г. составила уже 2 насечки/дм2. Ежегодные обследования шелкопрядников, проведенные начиная с 1996 г., показывают динамику гибели древостоев вследствие их освоения усачом. По предварительным оценкам, в насаждениях, которые гусеницы шелкопряда объели в средней и сильной степени, за 4 года усохло 50-60% пихтовых деревьев. Еще 10-20% пихт заселены усачом. Несколько иное соотношение жизненных состояний деревьев отмечено в лесах, которые в 1996 г. были обработаны бактериальным препаратом дипел. Здесь авиаобработки снизили первоначальный ущерб, нанесенный шелкопрядом, поэтому общее количество сухостоя сравнительно невелико (около 20%). Однако гусеницы шелкопряда еще прежде обработки успели уничтожить количество хвои, достаточное для снижения устойчивости деревьев ниже критической, и доля заселенных пихт чрезвычайно велика (20-50%). Усач почти не имеет эффективно действующих природных врагов. По этой причине очаги усача могут существовать неопределенно долгое время. Фактически, вспышка численности усача затухает только после полного истощения кормовых ресурсов. Учитывая это обстоятельство, едва ли можно сомневаться в том, что в течение ближайших лет черный пихтовый усач и пальцеходный лубоед полностью уничтожат насаждения со средней и сильной степенью повреждения сибирским шелкопрядом.

Последствия массового размножения насекомых для экономики Сибири достаточно очевидны: отмирание древостоев на территориях, измеряемых сотнями тысяч гектаров, значительно уменьшает сырьевую базу в обширном регионе, экономика которого во многом основана на лесном хозяйстве. Столь же очевидны экологические последствия: гибель лесных экосистем вызывает резкое изменение разнообразия организмов, населяющих темнохвойную тайгу Северной Азии, и нарушает количественные параметры сложившихся циклов круговорота воды и углерода, поскольку в ближайшие 10-20 лет весь углерод, находящийся в связанном состоянии в древесине погибших деревьев, в результате деятельности микроорганизмов-деструкторов перейдет в углекислоту и поступит в атмосферу, тем самым способствуя усилению парникового эффекта. Масштабы явления позволяют предполагать, что эти нарушения значимы для всей планеты.

Глобальное экологическое влияние вспышек численности сибирского шелкопряда в настоящее время только предстоит оценить, однако еще в меньшей степени изучены социальные последствия массового размножения этого насекомого. Сейчас известно лишь, что гибель темнохвойных насаждений связана с катастрофическим снижением заготовок кедрового ореха - объекта традиционного промысла в Сибири. Кроме того, после размножения шелкопряда резко сократилась площадь охотничьих угодий, а изменение гидротермического режима на больших площадях привело к росту температуры воды в реках и, как следствие, к исчезновению ценных пород рыб, в первую очередь, стерляди. По этим причинам в настоящее время происходит миграция местного населения из лесной зоны, поврежденной шелкопрядом, причем масштабы этой миграции пока достоверно не известны. Социальное влияние вспышек численности шелкопряда усиливается тем, что последствия затрагивают прежде всего своеобразнейшую и малочисленную часть населения Сибирских лесов - староверов, поддержание жизненного уклада которых чрезвычайно важно для сохранения этнической мозаики Сибири.

Для того, чтобы предотвратить дальнейшее уничтожение тайги насекомыми, необходимо устранить фактор, запускающий цепь разрушительных событий - массовое размножение сибирского шелкопряда, поскольку опасность развития новой вспышки вполне реальна. Для снижения и предотвращения повреждения лесов шелкопрядом необходимо прогнозировать динамику его численности и пытаться предотвратить его губительное воздействие на таежные экосистемы. С этой целью Центром защиты леса Красноярского края при финансовой поддержке Агентства США по Международному Развитию и Института Устойчивых Сообществ в рамках проекта "Распространение опыта и результатов" (РОЛЛ) в 1999 г. создана сеть постоянных участков для мониторинга популяции сибирского шелкопряда.

Работы выполнялись в несколько этапов. В начале был проведен анализ пространственного размещения поврежденных насаждений для выявления характерных местообитаний, с которых начинается формирование первичных очагов массового размножения шелкопряда. Для анализа факторов, определяющих приуроченность возникающих очагов к конкретным насаждениям, было проанализировано 488 поврежденных участков на площади 10580 га. В результате выявлена общая картина повреждения на территории региона и приуроченность очагов к крупным формам макрорельефа (водоразделам, склонам, долинам и пр.). Выяснено, что основная (90%) площадь очагов сосредоточена во взрослых пихтарниках высокой густоты (или, как говорят лесоводы, полноты), произрастающих в достаточно дренированных зеленомошных и разнотравных типах леса.

Затем были подобраны участки для мониторинга. Каждый участок представляет собой постоянный маршрутный ход, приуроченный к оптимальным местообитаниям вредителя, на котором заложены пункты учета численности вредителя и постоянная пробная площадь. Всего в ходе реализации проекта созданы 37 тестовых участков общей площадью 12454 га. Протяженность маршрутных ходов составила 211 км. Численность вредителя определялась на 185 учетных пунктах, где находятся 804 учетных дерева. В результате проведенных учетов гусеницы сибирского шелкопряда обнаружены на половине заложенных участков. Численность его повсеместно невелика, за исключением западных районов края, где в 1999 г. средняя заселенность превышала 10 гусениц на дерево, причем доля заселенных деревьев доходила до 90%. Полученные данные говорят о постепенном восстановлении численности вредителя. Созданная в ходе реализации проекта сеть объектов лесопатологического мониторинга позволит в дальнейшем контролировать численность сибирского шелкопряда и принимать своевременные меры по ее ограничению. В качестве практических мероприятий по подавлению растущих популяций шелкопряда следует рекомендовать авиационную обработку темнохвойных насаждений экологически чистыми бактериальными препаратами, содержащими клетки, споры и токсины Bacillus thuringiensis - микроорганизма, вызывающего заболевание личинок чешуекрылых насекомых. Такие средства защиты леса убивают гусениц шелкопряда и не действуют на других животных, обитающих в лесу. Предполагается, что сочетание действующей сети мониторинга и современных бактериальных препаратов позволит снизить, а в идеале - предотвратить катастрофическое воздействие шелкопряда на тайгу Северной Азии.

Семейство сайтов Forest.RU: Всё о российских лесах | Дубы Евразии | Всероссийское Движение "Возродим наш лес" | Российский музей леса | Обзоры прессы и аналитика | Леса Новгородчины | Всё о сибирском кедре и его родственниках | Национальный парк "Угра" | Алтайская авиабаза | Красноярский Центр защиты леса | Всё о грибах

Forest.RU для Вас: Войти в семейство сайтов | Книги и видео

К началу этой страницы

На входную страницу

Напишите нам!