Лесохозяйственное значение усачей рода monochamus на северо-западе рф
На правах рукописи
Павлов Вадим Сергеевич
ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ УСАЧЕЙ РОДА MONOCHAMUS НА СЕВЕРО-ЗАПАДЕ РФ
Специальность 06.03.03 –Лесоведение, лесоводство, лесные пожары и борьба с ними
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Санкт-Петербург – 2009
Работа выполнена на кафедре Зоологии и охотоведения Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С.М. Кирова
Научный руководитель: доктор биологических наук,
профессор Селиховкин А.В.
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук
профессор Мельников Е.С.
кандидат биологических наук
ведущий научный сотрудник
Власов Р.В.
Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет леса» (ГОУ ВПО «МГУЛ»)
Защита состоится 29 декабря 2009 года в 11 часов на заседании диссертационного совета Д.212.220.02 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им С.М. Кирова» по адресу 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, главное здание, зал заседаний Ученого совета
С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им С.М. Кирова»
Автореферат диссертации разослан «____» ноября 2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор________________________ И.А.Маркова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Значение насекомых, наносящих вред техническим качествам древесины (разрушающих ее), чрезвычайно велико. Обесценивание в той или иной мере огромных масс деловой древесины, происходящее уже в лесу, значительно сокращает сырьевую базу лесной промышленности, как в количественном, так и в качественном отношениях. Дальнейшие повреждения техническими вредителями уже заготовленной лесопродукции при хранении ее на лесосеках, складах и на путях следования (при перевозках) не только обесценивают ее еще в большей степени, но и делают бесцельными все произведенные ранее на нее затраты.
Вред, причиняемый растущему лесу усачами, довольно разнообразен и зависит от их образа жизни. Этот вред может быть или физиологическим, или техническим, или одновременно как техническим, так и физиологическим. Лишь немногих из встречающихся в лесу усачей можно причислить к группе только физиологических или только технических вредителей.
Из семейства Cerambycidae особенно значимыми для лесного хозяйства являются усачи из рода Monochamus (Guerin-Meneville, 1826). Представители этого рода широко распространены в Северо-Западном регионе. Ущерб, причиняемый ими, составляет значительную долю от суммарного вреда, причиняемого насекомыми в лесном хозяйстве.
Ленинградская область является крупным экспортером леса, значительная доля которого отправляется в страны Европы, где представители данного рода являются карантинными видами. Таким образом, повреждения, причиняемые усачами, способствуют снижению качества экспортной древесины. Поэтому возникает необходимость оценки вредоносности усачей рода Monochamus в лесах Северо-Западного региона.
Целью исследования является изучение лесохозяйственного значения усачей на Северо-Западе РФ.
Основными задачами исследования являются: 1) оценить влияние состояния древостоев на популяционные характеристики усачей; 2) выявить роль дополнительного питания усачей в условиях Северо-Запада; 3) выявить влияние заселенности древесины усачами на ее сортность; 4) оценить связь заселенности древесины усачами с очагами хвое-листогрызущих насекомых; 5) выявить особенности фенологии усачей, как основополагающего фактора для выбора мер борьбы с ними.
Теоретическая значимость и научная новизна. Проведена комплексная оценка значения усачей рода Monochamus для лесного хозяйства Северо-Западного региона. Изучены особенности дополнительного питания и поселения усачей на горельниках в условиях Северо-Западной части России. Проведена оценка влияния состояния древостоя на усачей в условиях Северо-Западного региона.
Обоснованность и достоверность результатов исследований подтверждается значительным объемом полевых данных, полученных на 6 пробных площадях Северо-Западного региона (Лисинский лесхоз) и 11 пробных площадях в других регионах (Лапландский заповедник Мурманской области и Лепельский лесхоз Витебского района республики Беларусь). Достоверность полученных материалов подтверждена их статистической обработкой.
Личный вклад. Закладка пробных площадей, оценка состояния древостоев, учет распределения поселений усачей на модельных деревьях, фенологические наблюдения, сбор материалов по повреждению веток в кронах деревьев во время дополнительного питания усачей, анализ и статистическая обработка полученных данных были выполнены автором лично.
Практическое значимость работы состоит в том, что результаты исследований могут быть использованы для проведения мероприятий по снижению ущерба, причиняемого усачами рода Monochamus в условиях Северо-Запада.
Предметом защиты являются: 1) оценка влияние состояния древостоев на популяционные характеристики усачей; 2) анализ роли дополнительного питания усачей в условиях Северо-Запада; 3) изменение сортности древесины в результате заселения усачами; 4) особенности фенологии усачей рода Monochamus.
Апробация работы. Материалы и основные положения диссертации докладывались на следующих конференциях: Вторые чтения Памяти Катаева (С-Пб, 2008). Современные проблемы лесного хозяйства (С-Пб, 2005, 2006, 2007), XX съезд Русского энтомологического общества (С-Пб, 2006).
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, списка цитируемой литературы, включающего … и … приложений. Работа изложена на 115 страницах и включает 5 таблиц, 12 рисунков.
1.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
В главе приводится обзор литературы о распространении усачей рода Monochamus, особенностях их биологии и хозяйственном значении. Род Monochamus принадлежит к семейству Cerambycidae, подсемейству Lamiinae, трибе Monochamini (Исаев, Киселев, Овчинникова, 1988). Бережных Е.Д. (1994) изучала фауну ксилофагов лесов прилегающих к Байкало-Амурской магистрали, в ее работе приводится ряд рекомендуемых лесозащитных мероприятий. Ряд авторов изучали биологию усачей в очагах хвое-листогрызущих насекомых. В.И. Богданов и А.Г. Лучинин (1972) изучали вспышки численности большого пихтового усача в насаждениях обесхвоенных шелкопрядом, а С.С. Прозоров (1958) – биологию этого же усача в Тубинском массиве, поврежденным пихтовой пяденицей. По В.М. Яновскому и В.П. Ветровой (1981) очаги массового размножения Monochamus urussovi (Fisch., 1806) формируются только в пихтовых насаждениях. В сосняках Брянской области наиболее значимым видом является Monochamus galloprovincialis (Oliv., 1795). По мнению Т. Галасьевой (2008). Monochamus sutor (L., 1758). наряду с блестящегрудым хвойным и плоским фиолетовым усачем является наиболее часто встречающимися в Европейской части России. Рекомендуемые меры борьбы с ним регулярная уборка заселенных деревьев, бурелома, ветровала и снеголома, а также обработка лесоматериалов химическими средствами.
M. urussovi способен интенсивно ускорять распад древостоев (Ветрова, 1987). По исследованиям В.П. Ветровой (1988), M. urussovi способствует распаду одновозрастных пихтовых древостоев, которые повреждаются при достижении стадии перестойности. Таким образом, сукцессия может принимать цикличный характер с интервалом цикличности 100-120 лет. Разреженные популяции способствуют формированию разновозрастного древостоя (десинхронизируют его), при повышенно-плотных образуется одновозрастный древостой (синхронизации развития пихты). В.Т. Валента (1960) проводил комплексные исследования фауны ксилофагов (включая усачей) Литовской ССР. По значимости род Monochamus из фауны ксилофагов занимал только 6 место. Для успешной борьбы с усачами В.Т. Валента рекомендовал проводить выборку свежезаселенных сосен осенью, а выкладывать ловчие деревья за месяц до лета. По данным экспедиций «Лесопроект» (Грачева, 1966-1969, Железнов, 1964, Недопасова, 1976), очаги усачевников в несколько раз превысили площади насаждений, объеденных сибирским шелкопрядом. Характер освоения кормовых объектов черным пихтовым усачем зависел от степени объедания хвои чешуекрылыми насекомыми.
По публикации А.С. Исаева (Исаев, Киселев, Овчинникова, 1988), черный пихтовый усач – транспалеарктический вид. Ареал его охватывает север, северо-запад и среднюю полосу Восточной Европы и всю таежную зону Северной Азии, кроме Камчатки. По долинам сибирских рек усач местами проникает в лесотундру, а на юге по горам – в лесостепь.
За пределами бывшего СССР черный пихтовый усач встречается в южной части Финляндии, где его вместе с M. sutor относят к техническим вредителям ели. Этот вид крайне редко встречается на северо-восточной окраине Польши.
После вылета молодые жуки проходят дополнительное питание сочным лубом веток и побегов в кроне (Денисов, 2000). По И.К. Загайкевичу (1967) с целью расселения жуки могут пролетать значительные расстояния (до 9 км), хотя А.С. Исаев отмечал плохие летные характеристики у усачей рода Monochamus. Спаривание продолжается от 8 с до 1,5 мин. Как правило, в одну насечку откладывается одно яйцо. Под корой личинки развиваются 2040 дней, потом углубляются в древесину. Взрослые личинки издают характерный скрип. Ходы в зависимости от толщины и положения заселяемого дерева идут в разных направлениях (Исаев, Киселев, Овчинникова 1988). Жук прогрызает древесину, а в коре круглое летное отверстие. В популяциях преобладают самцы. Реализация вспышки численности у черного большого усача осуществляется в три этапа: 1-ый – фаза концентрации и сложения плотных популяций, 2-ой – фаза максимума образования избыточно плотных популяций и 3-ий – фаза рассеивания популяций (Исаев, 1971). На первой фазе заселяются только полностью обесхвоеные деревья, а большая часть популяции находится в стадии личиночного состояния. На второй стадии наблюдается 100% освоение обесхвоиных деревьев и нападения усача на ослабленные деревья с зеленой кроной. В третью фазу имеются лишь отдельные усыхающие деревья на фоне мертвого леса.
Различия времени начала лета главным образом связываются с различиями условий погоды (Валента, 1960). С увеличением количества осадков увеличивались сроки и продолжительность лета и развития жуков. Существенное значение на заселение деревьев также играют полнота насаждений и освещенность заселяемых объектов. Н.В. Назарова (2007), отмечает что под воздействием неблагоприятных условий (жаркое засушливое лето и лесные пожары) в Пыталовском районе Псковской области имели место вспышки численности усачей рода Monochamus.
2. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проводились в основном Северо-Западном регионе. Климат Северо-Западного региона переходный от морского к континентальному. Зима умеренно теплая, температура января от -7 до -11 °С. Лето прохладное, температура июля от +15 до +17,5 °С. Территория области располагается в зоне избыточного увлажнения, количество осадков 550-850 мм в год. Продолжительность вегетационного периода 150-170 суток. Количество атмосферных осадков в основном в пределах 600-700 мм. Климат Северо-Запада повсеместно избыточно влажный.
Климат Беларуси относится к умеренно континентальному. Средняя температура января колеблется в районе 0°С (от -4 до +4), а средняя температура июля в районе +18°С (от +17 до 21°С). В то же время на севере в зимний период (январь) температура колеблется от -8 до 4°С, а летом, в июле, средние температуры находятся в пределах +15 – +19°С.
Осадки в Беларуси выпадают во все времена года, но большей частью в осеннее и зимнее время. Больше осадков выпадает на северо-западе Беларуси – до 800 мм в год, менее всего – на юге, где в год выпадает до 500 мм осадков.
Особенности климата Мурманской области обусловлены ее положением между морем на севере и материком на юге. В центральных частях полуострова климат более континентальный. Наиболее низкая температура наблюдается в феврале, а местами и в январе. В эти месяцы она колеблется от -10 до -14°С. В отдельные дни зимой температура воздуха может опускаться до -40 – -45°С. В горах Кольского полуострова возможны лавины. К числу характерных зимних явлений относится гололед, образующийся после дождя или тумана при слабом морозе.
3. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБЪЕМ ВЫПОЛ-НЕННЫХ РАБОТ
В программу исследований были включены следующие вопросы:
1) Заложить постоянные и временные пробных площади по периметру вырубок, в ветровальнике, в горельнике, и на участке, пройденном рубкой обновления).
2) Оценить влияние состояния древостоев на популяционные характеристики усачей.
3) Выявить роль дополнительного питания усачей в условиях Северо-Запада.
4) Выявить влияние заселенности древесины усачами на ее сортность.
5)Оценить связь заселенности древесины усачами с очагами хвое-листогрызущих насекомых.
6) Выявить особенности фенологии усачей, как основополагающего фактора для выбора мер борьбы с ними.
По первому вопросу программы для оценки лесохозяйственного значения усачей в Лисинском лесхозе в 2009 году были заложены пробные площади (ПП) в следующих природных объектах: в стенах леса примыкающих к вырубкам обновления, в ветровальниках, в горельниках, всего в Лисинском лесхозе за время исследований было заложено 6 пробных площадей в Лепельском лесхозе – 5, в Лапландском заповеднике – 4. Ветровальники были также обследованы в Рощинском лесхозе Ленинградской области
В работе В.Н Тальмана и П.Н. Носырева имеется методика закладки пробных площадей (1948). Однако из-за ее сложности было решено использовать следующую методику работ. На всех пробных площадях проводился перечет деревьев по категориям состояния, на деревьях 5-6 категорий выполнялся учет входных и летных отверстий усачей. В местах вырубок, ветровалов, сплошных и прочих рубок пробные площади представляли собой полосу леса шириной 10-20м, проходящую вдоль границы вырубки, если же заселенные деревья находились непосредственно в стене леса, то за пробную площадь принимался участок, где вывал был наиболее интенсивным.
По второму вопросу программы выполнялась оценка лесопатологического состояния древостоев. В работе использовалась методика предложенная О.А. Катаевым и Е.Г. Мозалевской (1984), по которой все деревья разделялись на 7 категорий состояния от здорового (1-ая категория) до старого сухостоя (6а). Для учета численности усача применялась методика трех круговых палеток (Ветрова, Исаев, Пашенова, 1998), с шириной палетки 0,5 метра. На каждой палетке велся учет входных и летных отверстий усача. Видовой состав применялся по стандартной методике (Черепанов, 1974).
Для оценки распределения личинок по модельным деревьям, взятым в 2004-2005 годах, ствол по району поселения делился на три равные части, которые делились на отрубки по 0,5 м шириной. Высчитывались основные статистические параметры отдельно взятой модели. В дальнейшем проводился анализ каждой из частей (выборок) отдельно, а затем результаты сравнивались для каждого дерева.
По третьему вопросу программы проводился осмотр ветровальных деревьев на наличие погрызов усачей. Проводились лабораторные эксперименты по дополнительному питанию усачей. Для этого использовались имаго Monochamus urussovi и Monochamus sutor. Жуки помещался в садок по одному (объем 3 литра) с веткой ели (диаметр в нижней части 5-10 мм). В опыте участвовало 10 жуков. Через сутки ветви вынимались и измерялись размеры (длинна и ширина) погрызов. Далее ветки заменялись на новые и цикл повторялся заново. Измерения размеров погрызов, которые делали жуки на ветвях, проводились в течение четырех суток.
По четвертому вопросу расчет технического качества древесины велся по методике, предложенной Г.П. Сайченко (1979). По этому методу, со случайно выбранного ветровального дерева на основных ПП Лисинского лесхоза бралась одна 15-ти сантиметровая палетка, на которой учитывалось количество червоточин. Пара: входное отверстие - летное принималась за одно значение, отверстия без пары за половину, деревья исследовались до тех пор, пока сумма накопленных единиц не достигала порогового значения того или иного класса сортности. В итоге получалось среднее значение сортности на ПП.
Пятый вопрос программы рассматривался на основе литературных данных.
По шестому вопросу программы основой для исследований послужила методика сбора материала, использовавшаяся В.Н. Бельской (1964). Также проводились почасовые отловы усачей.
Характеристика опытных объектов приведена в таблице 1.
В процессе проведенных исследований заложено 15 ПП в трех регионах, проанализировано 115 модельных деревьев, проведены 2 эксперимента в садках по изучению дополнительного питания усачей рода Monochamus.
Таблица 1
Общая характеристика объектов
| ПП | Хар-ка участка | Характеристика древостоя | |||||
| Состав | Возраст, лет | Н.ср., м | Д.ср., см | Полнота | Тип леса | ||
| Лисинский учебно-опытный лесхоз | |||||||
| 1 | Рубка обновления | 6Б4Е | 20 | 12 | 16 | 0,5 | БЗЛ |
| 2 | Горельник | 5С2Е2Б1Ос | 60 | 30 | 36 | 0,6 | СК |
| 3 | Ветровал | 9Е1С+Б | 90 | 21 | 20 | 0,7 | ЕЧС |
| 4 | Стена леса. Лесной массив | 10Е+Б | 80 | 14 | 24 | 0,6 | ЕЗМ |
| 5 | Ветровал | 10Е+Б+Ос | 70 | 17 | 22 | 0,6 | ЕЧ |
| 6 | Вырубка | 9Б1Е | 20 | 10 | 16 | 0,7 | БЗЛ |
| Лепельский лесхоз | |||||||
| 1 | Горельник | 5Е3Олс1Ос1Д +С+Б+Ивк | 60 | 20 | 24 | 0,7 | ЕРТР |
| 2 | Стена леса | 8С2Е+Б | 70 | 16 | 24 | 0,6 | СЧС |
| 3 | Стена леса | 10С+Б+Е | 90 | 17 | 26 | 0,6 | СЧС |
| 4 | Верхний склад | 7Е4С | 60 | 19 | 20 | 0,7 | ЕЧС |
| 5 | Вырубка | 10Е+С | 80 | 22 | 26 | 0,7 | ЕК |
| Лапландский заповедник | |||||||
| 1 | Лесной массив | 8Е2Б+С | 130 | 10 | 12 | 0,5 | ЕЧС |
| 2 | - // - | 7Е2С1Б | 150 | 16 | 18 | 0,5 | ЕПР |
| 3 | - // - | 9Е1С | 100 | 14 | 14 | 0,6 | ЕЧС |
| 4 | - // - | 5С4Е | 100 | 10 | 12 | 0,4 | ССФ |
Примечание. Типы леса: БЗЛ - березняк злаковый, СК- сосняк кисличник, ЕЧС- ельник черничный свежий, ЕЗМ- ельник зеленомошник, ЕРТР- ельник разнотравный, СЧС- сосняк черничник свежий, ЕК- ельник кисличник, ЕПР- ельник приручейный, ССФ- сосняк сфагновый
4.ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СОСТОЯНИЯ ДРЕВОСТОЕВ НА ПОПУЛЯ-ЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСАЧЕЙ
Состояние насаждений на пробных площадях показано на рис.1. Средний балл состояния деревьев на ПП варьирует от 1,2 до 5,8.
На рис.2 показано количество заселенных усачами деревьев 5-6 категорий состояния. Как видно из рисунка, заселенность деревьев в разных регионах
Рис. 1. Доля (%) заселенных усачами деревьев 5 и 6 категорий состояния
Рис. 2. Средний балл состояния насаждения по ПП районов исследований
существенно различается. Наибольшая доля заселенных деревьев наблюдалась в Лисинском лесхозе. Здесь на 3 пробной площади большая доля заселенных деревьев объясняется незначительной численностью пригодных к заселению стволов, что обусловлено интенсивным ведением лесного хозяйства и, как следствие, лучшим санитарным состоянием древостоя.
В Лапландском заповеднике, где лесное хозяйство не ведется вообще, лесопатологическое состояние насаждений удовлетворительное, однако вследствие неблагоприятных климатических условий плотность поселения усачей низкая.
Распространение усачей в Лепельском лесхозе на пробных площадях спорадическое, иррегулярное. Их находки единичны, но встречаются одиночные деревья с высокой плотностью поселения. По результатам исследований, главным фактором, влияющим на распространение усачей, является четкое соблюдение санитарных норм. Наибольшее количество заселенных деревьев наблюдалось на еловой вырубке, поврежденной пожаром. Лет усачей в этом регионе был смещен на вторую половину лета.
Особенности распространения усачей в зависимости от характера воздействия на древостой имеют следующие особенности.
Горельник. Участок представляет собой смешанный древостой, 160-летнего возраста, пройденный низовым пожаром. На деревьях в местах подсушения их пожаром наблюдалось активное заселение насекомыми, в особенности вторичной фауной. Заселяемые деревья могли иметь зеленую хвою, в то время как локально они были уже заселены вторичными вредителями, а остальная часть дерева еще сохранила жизнеспособность. Подсушивание стволов, как правило, наблюдалось до высоты 1.5 м, до этой же отметки происходило заселение дерева насекомыми. Заселение усачами наблюдалось в основном в прикорневой части ствола елей. По стволу расселение насекомых зависит от увлажненности коры. В районе подсушивания кора быстрей всего отмирает в верхней части, там, где она более тонкая, и остается живой в нижней прикорневой части, где она более толстая. Таким образом, заселение насекомыми начинается от локальной зоны на высоте приблизительно 1м, далее по мере отмирания коры ствола район поселения разрастается по вертикали. Благоприятные условия в прикорневой зоне способствуют увеличению плотности вторичной стволовой фауны, в том числе усачей.
У 20% елей (от общего количества заселенных деревьев) было зарегистрировано поселение усачей на корневых лапах, что не является характерной особенностью для этих насекомых, в то время как остальная часть ствола не заселялась. Однако ходы в корневых лапах встречались достаточно редко, показывая, что такой тип заселения является скорее исключением, чем правилом для данных насекомых. На поваленных деревьях ели поселения усачей были единичными, по протяженности ствола охватывали прикорневую зону до 1м, в то время как поселения короедов наблюдались по всему стволу. Объем заселенной древесины составил 2,48 м3. Средняя удельная плотность заселения по горельнику составила 13%., средняя плотность заселения - 2,5 усача на дерево.
Рубки обновления. Пробная площадь состояла из двух участков разделенных дорогой. На первом участке деревья уже не пригодны для заселения, обильно заросли травой и молодняком, в ходе визуального обследования деревьев со следами заселения найдено не было. В создавшихся условиях свежий ветровал будет мало востребован усачами, поскольку молодняк березы затрудняет поиск ветровальных елей имаго. На втором участке наблюдалось интенсивное вываливание молодых куртин ели, пригодных для заселения усачей. В ходе сравнения этих двух участков выявлено, что климатические условия косвенным образом влияют на доступность кормовой базы для усачей. От корма напрямую зависит численность насекомых. На втором участке доля заселенных усачами деревьев составила 20%, наличие постоянно обновляемой кормовой баз на второй участке может обеспечить более плавное затухание вспышки численности. На первом участке выпадающие деревья не доступны для заселения из-за густого полога, препятствующего лету жуков.
Ветровальник. Для вывала характерно неравномерное размещение выпавших деревьев по периметру участка, совпадающее с направлением преобладающего ветра, что также подтверждается и преимущественным направлением падения деревьев на участке. Для участка, где произошел вывал, более характерно сравнительно небольшая степень заселения стволов по сравнению с горельником (20%). Наиболее часто заселенные стволы встречались в 5-10м от кромки леса, собственно в стене леса наиболее часто встречаются свежеповаленные деревья, не подвергшиеся заселению. При начальном вывале плотность поселения насекомых не столь велика, поэтому в центральной части имелось небольшое количество заселенных стволов. По мере увеличения количества вываленных деревьев происходит и накопление численности усачей.
Наибольшая численность поселения наблюдалась в южном направлении, где средний бал категории состояния был наибольший. Северное направление отличалось от южного более равномерным распределением жуков по деревьям. Различия связаны в основном с микроклиматическими условиями.
В 2004-2005 годах исследования проводились на модельных деревьях, заселенных усачами в текущие годы. Установлено, что увеличение количества личинок в среднем отрубке происходит от периферии к центру, поскольку большая часть найденных личинок была 1-3 возраста. Они залегали на зимовки либо непосредственно под корой, либо уходили в древесину не глубже 5 мм. Из поселяющихся в стволе лежащего дерева личинок 64% сосредотачиваются в нижней трети ствола. Окорка нижней половины ствола обеспечивала гибель 80% личинок усачей. Распределение и направление ходов варьировало в зависимости от средней плотности поселения личинок. Личинки старших возрастов имеют агрегированное распределение внутри ствола. Каждая личинка оставляет одно отверстие для выбрасываемых опилок. Синева встречалась в ходах достаточно редко.
Плотность поселения личинок по участкам варьировала от 0,375 до 0,089 шт/дм3. Увеличение плотности поселения связано со степенью открытости места закладки пробной площади.
Для исследования варьирования плотности поселения усачей использовался тест Манна-Уитни. На модельных деревьях распределение плотности поселения усачей по району поселения оказалось равномерным.
5. РОЛЬ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПИТАНИЯ УСАЧЕЙ КАК ФАКТОРА, ВЛИЯЮЩЕГО НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ДЕРЕВЬЕВ
В Сибири для черного пихтового усача дополнительное питание является главным фактором возникновения вспышки массового размножения в пихтарниках. Проведенные исследования показали, что для лесов Северо-Западного региона дополнительное питание усача не представляет существенной опасности, как для лесов Сибири.
В 2008-2009 гг. были обследованы кроны ветровальных елей и сосен на предмет наличия повреждений наносимых при дополнительном питании. Исследования проводились в стенах леса примыкающих к вырубкам, в лесных массивах и горельниках Рощинского и Лисинского лесничеств.
В 2008г. в Рощинском лесничестве на ветровальных соснах внутри лесного массива погрызов обнаружено не было. Но на отдельных соснах, вываленных по периметру вырубки в районе реки Птичей, единичные погрызы были обнаружены. Максимальное количество наблюдалось на ветровале в южной стене леса. Однако доля ветвей, имеющих повреждения, была невелика (в пределах 1,5- 2 %). Как правило, на побегах был один погрыз, реже 2-3. Поврежденные ветви не засохли.
По сообщениям лесопатологов в районе горельников отмечалось повышение плотности популяций усачей, и в ряде случаев интенсивность дополнительного питания по периметру горельников (по учетам на ветровальных деревьев) была значительно выше, и доля ветвей, имеющих повреждения, на отдельных деревьях достигала 4-5% от общего количества ветвей.
При учете усачей на ветровальных деревьях ели в 2009 году в Лисинском лесхозе было обследовано 26 ветровальных деревьев с разной степенью завядания хвои, погрызов усачей на ветвях зафиксировано не было. По данным Ахматовича Н.А. (2007) в южных стенах леса на ветровальных деревьях также наблюдалось возрастание доли веток с погрызами усачей.
Результаты лабораторных эксперементов, проведенных в 2007 и 2009 годах, показали следующее. В 2007 году усачи, как правило, делали только один погрыз на ветке, помещенной в садке. При смене веток происходило то же самое. Размеры насечек были различны и колебались по длине от нескольких мм до 1,5-2 см. Ширина насечек колебалась от 2 до 4мм. Для насечек, полученных в процессе эксперимента в садках в 2009 году, средние размеры составили 5см в длину и 2мм в ширину.
6. ВЛИЯНИЕ ЗАСЕЛЕННОСТИ ДРЕВЕСИНЫ УСАЧАМИ НА ЕЕ СОРТНОСТЬ
При определении сортности древесины, поврежденной усачами, учитывается количество червоточин на 1 погонном метре. Для оценки сортности на палетках длиной 0,5 м подсчитывалось количество червоточин, которое затем пересчитывалось на все дерево. Исследования проводились в горельниках, ветровальниках, на участке рубки обновления.
Согласно проведенным исследованиям в горельнике и ветровальнике сорт древесины падает до 4, на лесосеках рубки обновления до 3.
Роль усача в разложении древесины непосредственна. Грибы, вызывающие синеву, ассоциированные с усачами и переносящиеся ими, не являются дереворазрушающими. Поэтому весь процесс ускорения разложения древесины сводится к ее непрямой переработке усачами в буровую муку. По проведенным расчетам, от общего объема древесины усачами перерабатывается 6%.
7. СВЯЗЬ ПЛОТНОСТИ ЗАСЕЛЕНИЯ УСАЧЕЙ С ОЧАГАМИ ХВОЕ-ЛИСТОГРЫЗУЩИХ НАСЕКОМЫХ
В главе дается анализ литературы по данному вопросу. Большая часть исследований по данной тематике посвящена развитию популяций черного пихтового усача в очагах сибирского шелкопряда. В таких условиях в пихтарниках Сибири Monochamus urussovi за счет возникновения очагов массового размножения наносит наибольший урон лесному хозяйству (Липаткин, 1984; Богданов, Лучинин, 1972; Ряполов, 2003). А.С. Исаев (1971) связывал динамику численности черного пихтового усача с периодическим повреждением лесов сибирским шелкопрядом. Первичные очаги большого черного усача формируются в обесхвоенных шелкопрядом насаждениях, вторичные, в насаждениях, поврежденных усачом при дополнительном питании. Помимо исследований взаимодействия черного пихтового усача с шелкопрядом имеются также публикации посвященные изучению биолгии и экологии последнего в насаждении, поврежденных пихтовой пяденицей (Прозоров,1958).
В Северо-Западном регионе таких вспышек численности черного пихтового усача, какие наблюдаются в Сибири, не происходит. Но вместе с тем возможно локальное увеличение их численности в насаждениях, ослабленных хвое-листогрызущими насекомыми, однако в нашем регионе исследований зависимости динамики численности усача от очагов дефолиантов не проводилось. По литературным данным известны несколько вспышек численности хвое-листогрызущих насекомых в Северо-Западном регионе, которые теоретически могли спровоцировать увеличение численности популяций усача (Катаев и др., 1977; Михкельсон, 1986; Гороховников, Лебедева, Шолина, 1984). На Валдайской возвышенности, отмечалось поселение усачей рода Monochamus (Лебедева, Гороховников, 1984) в очагах сосновой совки. Таким образом, поселения усачей в древостоях поврежденных хвоелистогрызущими насекомыми, представляются весьма вероятными.
ГЛАВА 8. ДИНАМИКА ЛЕТА ЖУКОВ РОДА MONOCHAMUS
Имаго Monochamus летают плохо (Исаев, 1988), поэтому эта особенность является существенным ограничением при их распространении. Это может быть одной из причин предпочтительного заселения стволов, находящихся на открытых пространствах, по сравнению с деревьями, выпавшими в стене леса. На лежащем дереве жуки предпочитают держаться в затененной части ствола, где и происходит спаривание и откладка яиц. За два года наблюдений (2004-2005 гг.) было зафиксировано варьирование интенсивности лета в разных кварталах Лисинского лесничества.
Как следует из рис. 3 и 4, лёт жуков Monochamus urussovi и Monochamus sutor довольно растянут. Анализ данных по влиянию температуры на лёт усачей показал, что лёт жуков Monochamus urussovi и Monochamus sutor начинается в начале июля. Monochamus urussovi заканчивает лёт позже (конец августа начало сентября), чем Monochamus sutor (середина июля).
В целом исследования показали, что доминирующим по численности является Monochamus urussovi, численность Monochamus sutor примерно в 2,5-4 раза ниже, а Monochamus galloprovincialis встречается единично.
Рис. 3. Динамика лета усачей рода Monochamus в 2004 году
Рис. 4. Динамика лета усачей рода Monochamus в 2004 году
Рис.5.Влияние температуры на лет усачей по данным 2005 года.
Рис.6. Влияние температуры на лет усачей по данным 2005 года.
Проведенные исследования выявили температурные значения, при которых наблюдается пик лёта. Так по данным 2004 года у Monochamus urussovi наблюдается пик лёта при 21°С и 26°С, у Monochamus sutor при 22°С., по данным 2005 года наблюдается пик лёта у Monochamus urussovi при 24С, 27С и 30С, у Monochamus sutor при 22С и 27С. Температурный интервал для Monochamus sutor 23С–27С в 2004 году и 26С в 2005 году. У Monochamus urussovi в 2005 году при температуре 28С–29С лёт прекращался.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
- В Северо-Западном регионе были зафиксированы 3 вида усачей Monochamus galloprovincialis, Monochamus sutor, Monochamus urussovi. Преобладающим видом является Monochamus urussovi.
- В горельнике, как правило, заселение ствола происходило до высоты 1,5-2 м. Эта связано с быстрым высушиванием луба в районе более тонкой коры после прохождения пожара, в то время как у основания ствола возникают более подходящие условия для заселения усачами.
- Отмечено заселение усачом корневых лап, что является не типичным для данного вредителя. Это связано с недостатком кормовой базы.
- Распределение поселений усача в разных экспозициях стен леса вокруг ветровальника различается, что связано с микроклиматическими условиями. Наибольшее заселение деревьев происходит в стенах леса южной экспозиции, где выше освещенность и дневная температура воздуха.
- При рубках обновления численность усача главным образом определяется динамикой зарастания участка древесной растительностью и связанным с этим изменением микроклимата
- В условиях Северо-Запада в настоящее время дополнительно питание усачей не играет существенной роли в ослаблении древостоев, но в связи с изменением климата его роль может возрасти.
- Главный экономический ущерб от воздействия усача в условиях Северо-Запада наблюдается через снижение сортности древесины. При некачественном проведении несплошных рубок доля заселенных деревьев увеличивается.
- Лёт усачей рода Monochamus на обследованных территориях начинался в начале июля. Выявлено, что Monochamus urussovi летает раньше и его лет более растянут и продолжается до середины августа, в то время как Monochamus sutor летает до начала августа. Лет усачей коррелирует со среднесуточной температурой воздуха.
Основные рекомендации сводятся к следующему:
- В еловых насаждениях Северо-Западного региона, пройденных низовыми пожарами, наиболее эффективными мероприятиями по борьбе с усачами рода Monochamus будет обработка стоящих сухостойных деревьев инсектицидами контактного действия (Децис, Каратэ Зеон) до высоты 1,5 м и ветровальных деревьев на всю длину поселения, если выпавшая древесина будет переработана в ближайшее время
- В местах ветровала следует особое внимание уделить тем участкам стены леса, которые находятся в направлении преобладающих ветров. В этих местах необходимо убирать выпадающие деревья или подвергать их обработке инсектицидами контактного действия.
- Эффективным мероприятием по борьбе с усачами рода Monochamus при проведении несплошных рубок является минимальное снижение сомкнутости полога, что будет препятствовать лету имаго.
- С учетом выявленных закономерностей лета усачей в условиях Северо-Запада наиболее эффективно проводить обработку стволов инсектицидами со второй декады июля до середины августа.
Публикации по теме диссертационного исследования
В изданиях перечня ВАКа опубликована следующая работа:
1) Павлов В.С. Исследования видового разнообразия жесткокрылых ксилофагов Лапландского заповедника /В.С.Павлов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. ЛТА, гл. ред. Селиховкин А.В., С-Пб., вып. 187, 2009 г., С. 223-230.
В прочих изданиях опубликованы следующие работы:
- Павлов.В.С. Фенологические наблюдения за летом усачей рода Monochamus Ленинградской области (на примере Лисинского лесхоза) / В.С.Павлов// Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка. Сборник тезисов Международной научно-практической конференции молодых ученых проходившей 16-18 ноября 2004 года в Санкт-Петербургской лесотехнической академии. Под общ. ред. Егорова А.А., С-Пб, 2005 г., С. 42-43.
- Павлов В.С.Использование новых признаков в определении жуков усачей рода Monochamus (Coleoptera: Cerambycidae) /В.С.Павлов// Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования. Сборник тезисов ежегодной научно-практической конференции молодых ученых проходившей 4-5 октября 2005 года в Санкт-Петербургской лесотехнической академии им С.М. Кирова. Под общ. ред. Егорова А.А., С-Пб, 2006 г., С. 37-39. (в соавторстве с Д.А. Гапоном)
- Павлов В.С.Биометрические показатели имаго усача Monochamus urussovi (Fisch.)/В.С.Павлов, Д.А.Гапон // Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка. Сборник тезисов Международной научно-практической конференции молодых ученых проходившей 15-16 ноября 2006 года в Санкт-Петербургской лесотехнической академии. Под общ. ред. Егорова А.А., С-Пб, 2007 г., С. 72-74.
- Гапон Д.А.Строение эндофаллуса и новые диагностические признаки видов рода Monochamus (Guerin-Meneville, 1826)/Д.А.Гапон, В.С. Павлов // Проблеммы и перспективы общей энтомологии. Тезисы докладов XIII съезда Русского энтомологического общества. Отв. ред. А.С. Замотайлов, Краснодар, 2007., С. 68-69.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим направлять по адресу: 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, Лесотехническая академия, Ученому секретарю диссертационного совета.
Заказ № Объем п.л. Тираж 120 экз.
Издательский центр Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им С.М. Кирова
194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5
