Ученые спрогнозируют вспышки массового размножения короеда в лесах России и Европы

Исследователи Сибирского федерального университета в составе международного научного коллектива приняли участие в разработке модели динамики повреждения горных лесов в национальных парках Татры (Словакия) и Шумава (Чехия) опасным вредителем ели – большим еловым короедом Ips typographus L. Модель, основанная на использовании всего двух переменных, позволила описать процессы в разных очагах вспышки вредителя на территории Татр с точностью до 90 процентов. Эта модель также позволяет оценить риск повреждений, наносимых короедом европейским еловым насаждениям.

Исследование проведено российско-чешско-словацким научным коллективом. «Спусковым крючком» для работы стало выступление на международной конференции чешского энтомолога Романа Модлингера, рассказавшего о своей модели повреждения горных лесов Татр короедом-типографом. Эта модель оказалась очень запутанной, требовала знания большого числа характеристик леса и популяций насекомых и при этом была не очень точной и плохо описывала наблюдаемые процессы.

«Красноярские ученые, в частности, доктор биологических наук Владислав Суховольский и кандидат технических наук Антон Ковалев, являющиеся научными сотрудниками Института леса имени В. Н. Сукачева СО РАН, а также я, как исследователь Сибирского федерального университета, предложили способ упростить модель и при этом повысить точность расчетов.

Была сделана совместная работа по моделированию динамики повреждения лесов вредителем на основе данных о повреждениях в Татрах. Кстати, базовую монографию по моделированию динамики численности лесных насекомых мы опубликовали в очень престижном нью-йоркском издательстве Wiley and Suns», – сообщила соавтор исследования, профессор кафедры экологии и природопользования СФУ Ольга Тарасова.

Короед-типограф (или большой еловый короед) — один из серьезных вредителей ели. Вспышки насекомых-ксилофагов наносят огромный экономический ущерб лесам Скандинавии, естественным и искусственным насаждениям в Европейской части России и горным лесам Центральной Европы. В ходе вспышек массового размножения насекомых погибает много деревьев, что оказывает влияние на функционирование лесной экосистемы. Взрывной рост числа короедов зачастую связан с различными нарушениями леса – пожарами, ветровалами, периодами засухи и так далее.

Леса Татр после вспышки короеда-типографа / ©Антон Ковалев

Красноярские ученые отметили, что популяцию короедов можно наблюдать в двух фазах – фаза обычного существования и фаза вспышки. На первом этапе численность насекомых чрезвычайно низкая, они поражают небольшое количество «подходящих» деревьев (например, елей в случае короеда Ips typographus L.). Вспышка возникает, когда масса насекомых превышает определенный критический порог и насекомые уничтожают все кормовые ресурсы, доступные на данной территории. При этом ни в одной работе ранее не предлагались методы теоретических расчетов критической плотности популяции насекомых.

«Мы использовали ежегодную смертность деревьев (объем поврежденной древесины) в качестве косвенного индикатора, чтобы вычислить размеры популяции большого елового короеда. Разработанную модель применили на практике, изучая вспышки короеда-типографа в Чехии и Словакии. Кроме того, мы надеемся использовать эту модель для описания вспышек массового размножения насекомых-ксилофагов в лесах России», – подчеркнули авторы.

По словам экспертов, предложенные модели ранее уже использовались для моделирования динамики численности и вспышек массового размножения хвоегрызущих насекомых. Для подобных моделей различными авторами использовались в качестве переменных такие факторы как количество короедов и опасных для них хищников. Еще одна классическая система, помимо описанной «хищник – жертва», это модель «ресурс – потребитель», где популяция жуков считается потребителем, а ель – ресурсом. Однако в предложенной красноярцами модели использовались другие ключевые факторы – объем поврежденной древесины и погода весной, поскольку эти показатели, в отличие от плотности «населения» жуков-короедов, достаточно легко измерить.

«Расчеты, выполненные в рамках предлагаемой модели, показали, что использование довольно небольшого объема данных о повреждениях леса в прошлые сезоны и метеорологических параметров позволяет прогнозировать текущий ущерб для еловых лесонасаждений, вызванный вспышкой размножения короеда-типографа. На наш взгляд, с помощью предлагаемой модели можно улучшить систему прогнозирования разрушительной деятельности лесных насекомых. Ведь, как известно, лучше предупредить экологическую проблему, чем бороться с её последствиями», – отметила Ольга Тарасова.