Сибирский шелкопряд по своему воздействию на лесные экосистемы особо выделяется в ряду хвое-листогрызущих вредителей. Прежде всего масштабом воздействия и широтой своего распространения. Этот вид занимает неоспоримое первое место по силе своего воздействия на бореальные леса.
Результаты исследования и их обсуждение. В середине 1990-х годов от сибирского шелкопряда пострадали обширные лесные насаждения в Западной и Восточной Сибири, а также на Дальнем Востоке. Современный ареал сибирского шелкопряда охватывает всю азиатскую часть России, Казахстан, Северную часть Китая и Монголии, Корею. За последние годы он распространился по северной и центральной частям европейской России со скоростью 20-50 км в год. Хвойные леса преобладают по всей Центральной Европе, а в Польше они составляют около 80 % от всей площади лесов. В случае массового распространения этот вредитель может нанести серьезный урон лесам Центральной Европы, т.к. анализ показал, что им нанесены большие убытки, чем всеми вместе взятыми вредителями хвойных пород Сибири [43].
Это насекомое в Сибири является одним из наиболее опасных вредителей хвойных лесов. Периодические подъемы его численности на значительных площадях приводят к существенным изменениям структуры бореальных лесов, усыханию древостоев и дают толчок процессу сукцессии. Этим изменяются местообитания промысловых животных.
Площади ежегодно действующих в России очагов насекомых вредителей и болезней составляют в среднем 2,5-3,0 млн. га. Экстремальным в этом отношении был 2001 г., когда общая их площадь превысила 10 млн. га. Почти 70 % этой площади приходится на сибирского шелкопряда. [4].
По мнению Городницкого Д.Л. [6] этот вид является обычным обитателем лесных экосистем. В здоровом лесу он постоянно встречается в небольшом количестве (1-2 гусеницы на 10 деревьев). Другое дело вспышка численности в засуху, когда гусеницы успевают развиться за год и в размножении на следующий участвует двойная численность бабочек. Насекомые энтомофаги не справляются с таким количеством их потомства.
Как правило, лиственничники переносят одно- и двухкратное повреждение гусеницами. Исключение составляют местности с неблагоприятными условиями произрастания: аридными и вечномерзлыми. Лишь после исчезновения пожарной опасности (спустя 10-20 лет) в шелкопрядниках начинается рост березы, а вслед пихты [6].
По мнению И.И. Чикидова [36] основной предпосылкой увеличения численности вредителя в Центральной Якутии являлся продолжительный засушливый период 1991-1998 гг. Малоснежные зимы 1994-1998 гг. снижали выживаемость гусениц. Обильные летние осадки 1997 и 1999 гг. во время лета бабочек, привели к массовому заселению ограниченных по площади участков.
В статье [35] приводятся сравнительные данные состояния очагов сибирского шелкопряда 1999-2000 гг. по Центральной Якутии на основе полевых наблюдений, ведомственных данных и космосъемки, отражена перспектива использования космических снимков.
Вспышка вредителя в лесах Якутии началась в 1999 г. В 2000 г. площадь очагов по данным Управления лесного хозяйства РС(Я) составила 180 тыс. га [41]. Массовое его размножение в 1999-2001 гг. в лиственничных лесах Центральной Якутии привело к усыханию и ослаблению древостоев. В дальнейшем произошло заражение деревьев стволовыми вредителями. В составе их группировок выявлено 16 видов, преобладал малый черный еловый усач. Было установлено, что деревья погибли или были ослаблены в результате двухкратного полного или частичного объедания хвои [1].
Вспышки массового размножения этого вредителя в Иркутской области неоднократно охватывали сотни тысяч гектаров лесов и приводили к их гибели на огромных площадях. Первые сведения о вспышке относятся к 1870 г. С этого времени до 1963 г. вспышки, то затухая, то наращивая численность, наблюдались шесть раз с перерывами от двух до десяти лет. В одном районе вспышка может длиться 40 лет, с перерывами в 3-5 лет. Всего за период с 1870 по 1963 годы на территории области погибли кедровые леса на площади 1,1 млн. га. Гибель кедровников нанесла огромный ущерб лесному и охотничьему хозяйству области [27].
В Большеглубоковском очаге в среднем на одно дерево приходилось 4,5 тыс. гусениц. В течение двух недель были лишены хвои леса на площади около 10 тыс. га. Являясь вредителем всех хвойных пород, вредитель особенно сильно поражает кедр, затем, по мере убывания, – лиственницу, пихту, ель, сосну [13]. Даже после полного объедания у лиственницы хвоя восстанавливается в то же лето. Такое повреждение эта порода может выдерживать в течение трех лет подряд, если в этот период не заселяется стволовыми вредителям. Другие хвойные фанерофиты переносят дефолиацию значительно хуже. А.С. Рожков [27] утверждает, что кедр при полной утрате хвои гибнет независимо от возраста и условий произрастания. У сосны и ели хвоя восстанавливается на следующий после повреждении год только при весеннем объедании, когда остаются неповрежденными точки роста и молодые побеги. И.Я. Райгородская [25] считает, что темнохвойные усыхают при повреждении 75 % хвои, при повреждении 25-30 % восстанавливают хвою за 2-3 года. У сосны восстановление хвои возможно при 95 % объедании (при хороших условиях роста и в не засушливые годы).
Очаги сибирского шелкопряда в лиственничных лесах верховий Лены и в Прибайкалье регистрировались с 1939 по 1960 г. В этих очагах при двух-трехкратном повреждении насаждений куртинное усыхание, заселение деревьев насекомыми-ксилофагами отмечено лишь на участках с нарушенным водным режимом [21]. В силу изложенного, площади очагов сибирского шелкопряда значительно превышают площадь погибших от этого вредителя лесов. К примеру, очаги сибирского шелкопряда Иркутской области в 1941 г. функционировали на площади в 750 тыс. га, в 1960 – 303,1 тыс. га, а погибло за 25 лет с 1938 по 1963 г. всего 156 тыс. га [21]. Очаги кедровой расы сибирского шелкопряда размещены преимущественно в мшистой группе типов, а лиственничной – в травянистой [29]. Тем не менее задернение погибших под воздействием шелкопряда лесов имеет место на Восточном Саяне.
Биология сибирского шелкопряда и ее прикладное значение в Прибайкалье изучалась и другими авторами: В.И. Васильев [5], Д.Н. Флоров [33], Е.В. Талалаев [30,31], Н.К. Коломиец [8], А.С. Рожков [26, 27], В.Д. Болдоруев [3], А.С. Плешанов [19, 20, 21], В.И. Эпова [37, 38, 39, 40]. Выделением эколого-хозяйственных групп насекомых в лесах зоны БАМ занимались А.С. Плешанов, Е.Д. Бережных, О.Г. Гамерова, А.В. Токмаков, В.И. Эпова [22]. Оценку вредоносности и хозяйственной значимости чешуекрылых в лиственничниках Прибайкалья производили А.С. Плешанов и А.С. Рожков [23]. Разработкой задач и принципов лесоэнтомологического мониторинга, а также его картографическим обеспечением занимались А.С. Плешанов, В.М. Янковский, В.И. Эпова [24].
В работах [43, 44] отмечается, что принимая во внимание географические условия, а также видовой состав польских лесов, следует предположить, что в случая распространения сибирского шелкопряда в Польше, сильнейший ущерб может быть нанесен сосновым лесам и сосновым лесам с незначительным участием лиственницы, в частности в низменностях Польши, и еловым лесам ее гор.
В работе [11] отражен вред причиняемый сибирским шелкопрядом местообитаниям животных, обращено внимание на некоторые черты последующей зоогенной сукцессии. В статье [12] на основании анализа литературных сведений и ландшафтной карты дана характеристика местообитаний сибирского шелкопряда на территории Иркутской области и его потенциальной опасности. В опубликованных материалах [14] дается характеристика распространения и особенностей биологии сибирского шелкопряда.
Наиболее простой метод прогнозирования возможной вспышки численности сибирского шелкопряда был предложен Б.Ф. Флеровым в 1957 г. [13]. В основе прогноза лежит утверждение, что отклонение дефицита влажности в сторону увеличения от средней многолетней величины на 15 % и более в течение 2-3 лет подряд является сигналом возможного роста численности всех первичных вредителей. А.С. Рожков [26] предложил определять состояние очагов по среднему количеству яиц и гусениц на одно дерево. Прогнозировать вспышки вредителя можно по количеству осадков за год и сумме температур за дни с устойчивой температурой выше 10 градусов тепла. Ареал сибирского шелкопряда расположен в зоне с суммами температур воздуха от 1200 до 2200 градусов за период с устойчивой температурой выше 10 градусов. В горах Южной Сибири в периоды вспышек он расширяется в районы, в которых период со среднесуточной температурой воздуха выше 10 градусов продолжается всего 80 и даже 70 дней. На севере вредитель не распространяется на территории с продолжительностью указанного периода менее 80-85 дней [27]. Ю.П. Кондаков [10]считает, что возможен долгосрочный прогноз численности сибирского шелкопряда с использованием комплексного показателя засушливости, наивысшего годового уровня воды в реках и сумм гидротермических коэффициентов июня и июля.
Методом спектрального анализа выявлены диапазоны динамики численности сибирского шелкопряда [9]. На Алтае оказался самый большой диапазон циклов. Среди них доминируют среднечастотные циклы: 16,6-, 26,3- и 40-летний. Выявлены 270 и 83-летние циклы и много высокочастотных ритмов. В других регионах (Красноярский край, Якутия) определена иная специфика циклов. В целом отмечена синхронизация с местными климатическими колебаниями.
В.Ю. Никитиной [15] для прогнозирования вспышек предложен вариант эмпирико-статистической модели. Такие модели строятся на основе пространственно-временных рядов динамики численности. Выход популяции из зоны стабильности осуществляется преимущественно за счет такого фактора как засуха в течение двух и более лет. Далее отмечено действие инерционных механизмов. В.Ю. Никитиной и В.Н. Никитиным [16] точечная имитационная модель была расширена за счет миграционного взаимодействия отдельных микропопуляций насекомых между собой. В таком случае модель приобрела пространственно-распределенный характер. При создании модели территория была разбита на ячейки со своими точечными дискретными моделями популяций вредителя.
Как отмечено в работе В.М. Петько, Баранчикова Ю.Н., Вендило Н.В. и др. [18], для совершенствования феромонного мониторинга численности популяций сибирского шелкопряда можно использовать как коробчатые, так и пластиковые ловушки с воронкой. Для привлечения самцов эффективны фольгапленовые диспенсеры с аттрактантом деналолом. Так как типы ловушек различны по динамике и продолжительности отлова бабочек, важно постоянно использовать какой либо один.
В.М. Петько [17] определены химические соединения, составляющие половой аттрактант сибирского шелкопряда. Установлено, что аттрактант привлекателен для самцов на протяжении всего ареала вредителя, независимо от вида основного кормового растения гусениц в регионах. Отсутствие различий в реакции самцов из разных популяций на аттрактант позволяет рекомендовать его к использованию в феромонных ловушках для мониторинга популяций вредителя в пределах всего ареала. Определена оптимальная концентрация для целей мониторинга. В итоге предложена методика ведения феромонного мониторинга разреженных популяций сибирского шелкопряда.
Вопросу картографирования очагов насекомых вредителей посвящена работа В.М. Янковского, А.С. Плешанова [42]. В работе Федотовой Е.М., Им С.Т., Харук В.И. [32] по данным мелкомасштабной съемки на территории Сибири были выделены погибшие от вредителя леса. По этим данным прослежено увеличение площади поврежденных лесов в течение вегетационного периода. Выделение погибших древостоев можно осуществлять и по снимкам ранневесеннего периода. В работе использована цифровая модель рельефа с высотой над уровнем моря, экспозицией и крутизной склонов. Выявлена ландшафтная приуроченность распространения вредителя. Этими же авторами [7] на основе временных рядов космосъемки (1978-2000 гг.) исследована динамика растительного покрова после вспышки размножения сибирского шелкопряда в междуречье Ангары и Енисея в 1994-1996 гг. В зоне вспышки погибло 25 % темнохвойных лесов. Часть ослабленных древостоев восстановилась; в последующем наблюдалось возрастание плошади гарей.
При мониторинге лесовосстановления в очагах сибирского шелкопряда Якутии [34] установлено, что начальный этап восстановления растительного покрова в шелкопрядниках брусничных лиственничников Лено-Амгинского междуречья идет по пути образования открытого растительного сообщества с активным внедрением луговых видов и угнетением лесных видов. Нарастание проективного покрытия видов травяно-кустарничкового яруса в первые годы развития происходит медленнее. Это объясняется влиянием сохраненных после гибели древостоя видов подчиненных ярусов растительности. Начиная со стадии березово-лиственничного молодняка, восстановительная динамика растительности в пораженных шелкопрядом лесах идет так же, как на вырубках и гарях лиственничных лесов.
По мнению А.В. Селиховкина [28], вопросы влияния сибирского шелкопряда на биосферу требуют отдельного обсуждения, но именно в специфических экосистемах роль насекомых-дендрофагов будет возрастать. Они могут являться существенным фактором эволюции антропогенных биоценозов, оказывать влияние на будущий облик биосферы. Исследование структуры и динамики энтомокомплексов насекомых вредителей, в лесных экосистемах, является весьма актуальной задачей и с точки зрения биосферных процессов в подверженных антропогенному влиянию экосистемах.
В работе [2] для мониторинга изначально предложено проводить лесозащитное районирование территории субъектов РФ. Разработанная на основе данного подхода карта позволяет оценить площадь лесов, потенциально подверженных дефолиации. В среднем по югу Приенисейской Сибири мониторингом должно быть охвачено не более 17 % лесного фонда. В каждом из выделенных районов предложена оптимальная система мониторинга с учетом специфики экологии вредителя.
Заключение. Биология сибирского шелкопряда указывает на его особую экологическую пластичность. Этим объясняется как и относительно широкий спектр повреждаемых фанерофитов, так и громадный ареал, а также выраженная тенденция экспансии этого вида на запад в Европу. Сильное воздействие на динамику численности оказывают погодные условия. Площадь погибших в результате объедания гусеницами хвои древостоев значительно меньше площади выявляемых очагов. Сукцессии пораженных вредителем и усохших лесов имеют свою специфику, хотя вслед за объеданием и усыханием шелкопрядники нередко подвергаются воздействию огня.
Основой прогнозирования вспышек численности может служить мониторинг существующих очагов и математическое моделирование процессов с учетом соответствующих погодных условий и специфики биологии вида.