РОЛЬ ДЕНДРОФИЛЬНЫХ ОРГАНИЗМОВ, НЕБЛАГОПРИЯТНО ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ НА МЕЗОЭКОСИСТЕМЫ СОСНОВЫХ ЛЕСОВ

Логинова Ксения

класс 11, МАОУ «Лесновская СОШ», село Лесное, Юргинский район, Тюменская область

Быков Александр Владимирович

научный руководитель, педагог высшей категории, учитель биологии, МАОУ «Лесновская СОШ», село Лесное, Юргинский район, Тюменская область.

Леса подтаёжной зоны Тюменской области всё ещё сильно страдают от стихийных бедствий, особенно в 2010 году от лесных пожаров, и нападения вредных насекомых, периодически размножающихся в огромных количествах, поэтому возникает необходимость усилить охрану лесов от пожаров и защиту их от вредных насекомых, грибов и болезней. Защита леса возможна только при условии хорошего знания их биологии и экологии.

В процессе исследований мы попытались получить данные знания о вредителях сосновых лесов из экологической группы ксилофагов, грибов — ксилотрофов и различных болезней.

Актуальность данного исследования бесспорна. Оздоровление леса может привести к значительному росту производительности лесной и перерабатывающей промышленности. Ведь ещё около тридцати лет назад Лесновский и Таповский леспромхозы заготавливали более 1 миллиона метров кубических качественной древесины сосны обыкновенной.

Научная новизна состоит в том, что впервые в природных условиях подтаёжной зоны получены данные о видовом разнообразии и эколого-биологических особенностях древоразрушающих организмов.

В течение 2008—2012 годов мы проводили наблюдения за древоразрушающими организмами сосновых лесов подтаёжной зоны. Целью наших исследований является изучение эколого-биологических особенностей видов древоразрушающих организмов и методов борьбы с вреднейшими живыми объектами в условиях подтаёжной зоны. Выбор сосновых лесов был не случаен, они включают в себя самый ценный древостой подтаёжной зоны Тюменской области, который в большом количестве вывозился в Финляндию и республики Советского Союза. С 1929 года в районах подтайги ведётся лесозаготовка красного леса, тем не менее, сосновые боры не исчезали бесследно, а планомерно восстанавливались за счёт сбалансированного и хорошо продуманного лесовостановления. Со времени становления демократической России сосновые боры естественного возобновления, и искусственные хвойные леса безжалостно подвергаются нашествию арендаторов, пожаров и насекомых. Арендаторы находятся под охраной государства, и с ними нет возможности бороться. Пожаротушением в районе занимаются довольно-таки успешно, а на паразитов леса в последние годы совершенно не уделяют внимание. Мы — юные экологи Юргинского района решили вплотную заняться изучением вреднейших организмов леса и практически доказать лесным службам, что лесозащиту от ксилофагов, ксилотрофов и болезней в нашем и соседних районах необходимо проводить тщательным образом.

В процессе исследовании перед нами были поставлены такие задачи:

1.  Определить видовой состав вреднейших организмов сосновых лесов Юргинского района.

2.  Выявить биологические и экологические особенности развития вредных организмов.

3.  Определить плотность популяции ксилофагов и ксилотрофов в зависимости от экологических факторов.

4.  Установить наиболее эффективные меры борьбы против древоразрушающих организмов.

5.  Исследовать связь вредителей и болезней с деревьями разных классов по Крафту. Особенность развития их в различных экологических условиях.

В процессе исследований проводили следующие учёты и наблюдения:

1.  Определяли видовой состав вреднейших организмов [1; 5; 7; 10; 11; 12; 14; 15].

2.  Фенологические наблюдения для насекомых [1; 3]; грибов [8; 13].

3.  Биометрические учёты [1; 3; 8].

4.  Оценку влияния вредителей, грибов и болезней на экологическое равновесие проводили методом визуального наблюдения [4; 9].

5.  Подсчёт продуктивности плодовых тел съедобных грибов. Учёт вели условно на гектар полезной площади по каждому наросту отдельно [2, c. 179—189].

6.  Выявляли причины количественных колебаний вредных организмов во времени.

7.  Определяли влияние экологических факторов на размножение и развитие древоразрушающих организмов.

8.  Статистический анализ экспериментальных данных выполняли с использованием IBM программы Excel, пакета прикладных программ Statan С.Н. Гашева, 1998 [6].

9.  Математическую обработку проводили по методике А.В. Быкова, 2006 [2, c. 179—189].

Возбудителями инфекционных болезней сосны обыкновенной являются преимущественно микроорганизмы, а самыми активными их переносчиками дендрофильные насекомые.

Подъемы уровня численности и вспышки массового размножения древоразрушителей вызывают разнообразные факторы неблагоприятного воздействия на лес, в т. ч. биотические, абиотические, антропогенного и комплексного характера (например, пожары), выступающие как первичные причины ослабления леса. При этом насекомые во всех случаях выступают как фактор, ускоряющий процесс гибели деревьев и насаждений.

В течение пяти лет в сосновых лесах юргинского района мы проводили рекогносцировочное обследование на наличие насекомых вредителей. Все наблюдения проводились в сосновых борах, на делянах во время лесозаготовок, на живых и сухостойных деревьях. Подробно исследовались стволовые вредители, обитающие как на живой, так и на мёртвой древесине. При изучении биологических особенностей и видового разнообразия нами было описано и определено 17 видов насекомых из 6 семейств (Рис. 1.). Описание данных видов насекомых приводится ниже.

Рисунок 1. Количественное соотношение видов ксилофагов по семействам

Все определённые виды отличаются по способу питания и значению. Наиболее вредоносным и обильным в сосновых лесах подтаёжной зоны является семейство короеды. Мы смогли найти и определить 6 видов.

Большой сосновый лубоед, продольноходный стригун (Blastophagus piniperda L.), широко распространённый вредитель в сосновых лесах Юргинского района и Малый сосновый лубоед, поперечноходный стригун (Blastophagus minor Hart.).

Следующий род данного семейства представляют Шестизубый короед, стенограф (Ips sexdentatus Boern.), Вершинный короед (Ips acuminatus Eichh.) и Короед-двойник (Ips duplicatus Sahlb.).

Род труподендронов представлен Древесинником полосатым (Trypodendron lineatus Oliv.) — опаснейшим вредителем, наносящим технический вред.

Представителями семейства усачи, или дровосеки (Cerambycidae) являются: Чёрный сосновый усач (Monochamus galloprovincialis Ol.), распространённый повсеместно в сосновых лесах; Серый длинноусый усач (Acanthocinus aedilis L.), лёт которых начинается с наступлением тёплых весенних дней и заканчивается в начале лета, и Короткоусый корневой усач (Spondylis buprestoides L.), наиболее часто встречающийся на горельниках.

Златки (Buprestidae) — третье семейство, которое обитает в наших сосновых лесах, по внешнему виду напоминает щелкунов. В данное семейство входят три вида. Четырёхточечная златка (Anthaxia quadripunctata L.), встречающаяся во всех сосновых лесах, Синяя сосновая златка (Phaenops cyanea Fbr.), заселяющая не только ослабленные, но и вполне жизнеспособные сосны разного возраста и Златка пожарищ (Melanophila acuminate Deg.), распространённая в сосновых лесах повсеместно.

Основными вредителями молодых сосняков в наших условиях являются представители семейства Долгоносики (Curculionidae) Большой сосновый долгоносик, слоник (Hylobius abietis L.) и Сосновый жердяковый долгоносик (Pissodes piniphilus Hbst.).

Рогохвосты (Siricidae). Это семейство, относящееся к отряду перепончатокрылых, представлено всего двумя видами: Большой хвойный рогохвост (Urocerus gigas L.), в наших условиях встречается очень редко и Синий, или малый рогохвост (Sirex juvencus F.), нападающий не только на ослабленные, но нередко и на жизнеспособные деревья, вызывая их усыхание, особенно в культурах.

Отряд клопов, или полужесткокрылых в наших лесах представлен всего одним видом Сосновым подкорным клопом (Aradus cinnamomeus Panz.), который повреждает стволы молодых сосенок в возрасте от 5 до 35 лет. Сосновый подкорный клоп — один из наиболее опасных вредителей сосновых молодняков. Высасывая соки луба, камбия и поверхностных слоёв заболони, он нарушает нормальную жизнедеятельность деревьев и при сильной степени повреждения приводит сосенки к гибели.

В экологии насекомых центральное место занимает динамика численности популяций. По чистоте встречаемости изучаемых насекомых мы разделили их по четырёхбальной системе, наибольшее количество видов оценили на 2 балла (вид обычный, часто встречающийся).

Возбудителями большинства инфекционных болезней сосны являются грибы. Такие вредоносные болезни, как корневые и стволовые гнили растущих деревьев, полегание сеянцев, пожелтение и засыхание хвои и многие другие болезни, вызываются грибами. Они же оказываются главной причиной порчи древесины при её хранении в лесу, на складах и при использовании в качестве строительного материала в самых разнообразных конструкциях и изделиях.

Процессы гниения древесины растущего леса и срубленной древесины протекают по общим законам, но существенно различаются по характеру, возбудителям, значению и т. д. Группа древоразрушающих грибов включает в себя различные семейства. Представители данной группы являются не только обитатели сибирских лесов, но и встречаются в сельском хозяйстве и быту. Из данной группы встречаются виды, которые можно использовать в пищу, а также применять в медицинских целях.

За время проведения исследований нам удалось обнаружить и определить 28 видов ксилотрофных грибов из 17 семейств, которые встречаются на сосне обыкновенной.

Класс Сумчатые грибы представлен одним видом Корине мясная. Класс Базидиальные грибы. Группа порядков Гименомицеты включает в себя 5 семейств: Кониофоровые; Пориевые; Гименохетовые; Полипоровые и Шизофилловые.

Из группы пластинчатых (Агариковых) встречаются виды семейств: Свинушковые, Рядовковые, Плевротовые, Плютеевые и Навозниковые; а также Строфариевые, Крепидотовые и Паутинниковые.

Группа порядков гастеромицеты представлена Дождевиком грушевидным (Lycoperdon pyriforme Pers.).

Из подкласса Гетеробазидиальные грибы мы нашли Эксидиопсис известковый (Exidiopsis calcea) и Калоцеру клейкую (Calocera viscose Fr.).

Из других организмов, приносящих вред сосне обыкновенной, мы выявили два вида лишайников, одно заболевание бактериального происхождения и 8 типов болезней, вызванных микроскопическими грибами.

В наших условиях листовидные лишайники Xanthoria parietina и Parmelia physodes при обилии атмосферных осадков и достаточном освещении могут переходить с ветвей сосны на молодые побеги и на шишки, вызывая побурение и засыхание хвои, и порчу шишек. Особенно сильно страдают от этих лишайников искусственные посадки сибирской сосны, некоторые деревца погибают полностью.

В сосновых лесах мы нашли и определили всего одно заболевание, вызванное патогенными бактериями — Бактериальная водянка хвойных пород. Возбудитель болезни — бактерия Erwinia multivora.

Плесневение и гниль семян хвойных вызвано видами грибов из родов пиницилиум и аспергилус. Из болезней всходов нами выявлен только фузариоз. Для сеянцев специфичны и опасны следующие болезни: Выпревание и Шютте сосны обыкновенное. Из болезней молодняков: Ценангиевый рак сосны и Сосновый вертун. Болезни взрослых насаждений — Опухали ракового типа и болезни ветвей — Ведьмины метлы.

Жизнь популяции любого вида насекомого, грибов и других болезнетворных организмов сосны обыкновенной проходит под контролем экосистемы, в которой она существует и с которой соединена множеством связей. Каждый вид в экосистеме занимает определённое местообитание и выполняет определённую работу.

Стации видов ксилофагов и экотопы грибов, а также других болезнетворных организмов всегда характеризуются определённым режимом подпологовой среды, которая отвечает всей сумме факторов, необходимых для жизни популяции данного вида. Знания стациального и экотопного распределения отдельных видов лесных макро- и микроорганизмов даёт возможность их быстро обнаружить, вести постоянные наблюдения за их численностью и управлять ею путём лесохозяйственных мероприятий, изменяющих среду обитания.

В целях успешной борьбы со стволовыми вредителями в очагах паразитирования грибов ксилотрофов важно знать, деревья каких классов роста заселяются в первую очередь. При индивидуальном перечете в очагах и 5-ти метровой полосе вокруг очага были получены следующие данные, табл. 1.

Таблица 1.

Распределение заселённых вредителями деревьев по классам роста (по Крафту)

Примечание: числитель — число деревьев, знаменатель — процент деревьев конкретного класса

Из таблицы видно, что при заселении по летнему типу больше страдают деревья первых двух классов, а при заселении по весеннему типу в первую очередь поражаются деревья худшего роста. Это обстоятельство является косвенным доказательством тому, что синяя сосновая златка в условиях наших лесов активнее большого соснового лубоеда.

Пораженная грибами паразитами сосна не сразу разрушается. Насекомые — вредители способствуют ускорению разрушения ствола и ветвей дерева. Если виды грибов поражает корневую систему и нижнюю часть ствола (активному распространению препятствует смола сосны), то совместная жизнедеятельность грибов и насекомых приводит к гибели дерева. В промышленных целях можно использовать не пораженные мицелием гриба части сосны.

В целях сохранения и продления жизни больных деревьев необходимо провести мероприятия по их защите от насекомых-вредителей, особенно в летний период, являющийся временем их активности. В частности, мы предлагаем размещать искусственные домики для птиц в местах наиболее поражённых грибами паразитами и полупаразитами.

Для поражённых деревьев насекомыми-паразитами мы решили применить некоторые меры защиты, из которых установим наиболее эффективные для каждого вида в отдельности (таблица 2).

Таблица 2.

Процентное соотношение насекомых ксилофагов паразитирующих на сосне обыкновенной и эффективные меры борьбы с ними

В условиях нашего района санитарные правила направлены главным образом на предупреждение вредителей в лесах путём систематически осуществляемых санитарных рубок и поддержания установленного режима — уборки порубочных остатков и окорки древесины. Применяя окорку и уборку порубочных остатков, мы убедились в эффективности данных мероприятий против златок и рогохвоста.

Выборка свежезаселённых деревьев и выкладка ловчих брёвен оказались наиболее эффективными для всех видов насекомых из семейства короедов, определённых нами.

При проведении борьбы с вредителями большее время мы уделяли окорке древесины и сбору яиц, личинок, куколок, имаго и взрослых насекомых на ослабленных, но ещё живых деревьях. Сбор насекомых во всех стадиях развития производили периодически в течение всего вегетационного периода. Данные мероприятия позволили оздоровить несколько гектаров ослабленных сосновых боров.

В древостоях мы проводили фитопатологические обследования, сопровождающиеся их качественной и количественной характеристиками. Применялась специальная форма обследования при помощи рекогносцировочного метода [9].

Определённые нами древоразрушающие виды грибов являются возбудителями различных гнилей, которые приводят к плачевным результатам и значительному снижению процента выхода деловой древесины.

Благодаря экологическим факторам и часто отрицательной стороне деятельности человека споры грибов, возбудителей различных гнилей активно распространяются по лесным массивам, поражая всё больше и больше деревьев.

Хвойные деревья, преимущественно сосна обыкновенная, в большей степени поражены заборным грибом, сосновой губкой, трутовиком Швейница, окаймлённым трутовиком, единично северным трутовиком, табл. 3.

Таблица 3.

Процентное соотношение грибов ксилотрофов паразитирующих на живой древесине и эффективные меры борьбы с ними

Данные таблицы показывают процентное соотношение грибов ксилотрофов условно на гектар полезной площади (лесного массива). По табличным данным мы можем определить, с какими видами древоразрушающих грибов необходимо бороться в первую очередь, а на какие совсем не обращать внимание. Самыми опасными и массовыми для сосны обыкновенной являются окаймлённый трутовик, заборный гриб, щелелистник обыкновенный и корневая губка. Процентное соотношение заборного гриба почти самое высокое, но порог вредоносности данного вида значительно ниже, так как большая часть грибов появляется на мёртвой древесине.

При применении организационно-хозяйственного метода мы проводили беседу со школьниками района о вредоносности болезней леса, о путях их распространения и факторах, способствующих заболеванию деревьев, о методах и средствах борьбы с ними.

Из лесохозяйственных методов нами была применена валка молодых деревьев с корнями против распространения корневых гнилей, вызываемых корневой губкой, так как при удалении деревца вместе с корневой системой удаляется и питательный для грибов субстрат. Для борьбы с грибами, вызывающими стволовые гнили (окаймлённый трутовик, щелелистник обыкновенный) мы применяли уход за стволами при вступлении деревьев в фазу жердяка. Другие лесохозяйственные методы борьбы мы не использовали, так как эта прерогатива принадлежит лесничествам.

Для борьбы с болезнетворными грибами использовали мы и физико-механические методы. В зарослях молодняка удаляли больные деревья. Применяли и окорку пней для предупреждения поселения на свежих пнях грибов — возбудителей корневых гнилей (корневая губка). Наиболее массово мы применяли метод сбора и уничтожения плодовых тел грибов. Данный метод эффективен для предупреждения распространения стволовых гнилей, вызванных грибами: окаймлённым трутовиком и щелелистником обыкновенным. Сбор плодовых тел производили периодически в течение всего вегетационного периода.

Химические методы борьбы для проведения исследований мы не использовали.

На современном этапе для борьбы с болезнями и вредителями предпочтение стали отдавать биологическим методам, как наиболее экологически чистым и действенным. Мы использовали явление антагонизма между различными видами грибов.

Окончательные результаты эффективности того или иного метода, мы получим только через некоторое время.

Результаты проведённых нами исследований позволяют сделать следующие выводы:

1.  За пять лет исследований в сосновых лесах Юргинского района было обнаружено и определено 17 видов насекомых ксилофагов из 6 семейств и 28 видов ксилотрофов из 17 семейств. Из других организмов, приносящих вред сосне, мы выявили два вида лишайников, одно заболевание бактериального происхождения и 8 типов болезней, вызванных микроскопическими грибами.

2. Процесс распространения насекомых и заселения ими деревьев в значительной степени зависит от сезонного периода времени и заражённости грибами ксилотрофами. При заселении по летнему типу больше страдают деревья первых двух классов по Крафту, а при заселении по весеннему типу в первую очередь поражаются деревья худшего роста.

3.  Все определённые виды ксилофагов и ксилотрофов отличаются по способу питания, значению и чистоте встречаемости.

4.  На основании проведённых методов защиты мы можем, уверенно заявить, что довольно таки действенным методом в борьбе со златками и рогохвостами является окорка и уборка порубочных остатков, а для короедов выборка свежезаселённых деревьев и выкладка ловчих брёвен. Эффективным методом в борьбе с грибами, вызывающими корневые гнили является метод окорки пней, а для видов грибов, вызывающих стволовые гнили метод сбора плодовых тел.

5.  Полученные нами данные помогут специалистам лесного хозяйства разумно подойти к выполнению плана лесодобычи и проведения лесозащиты в подтаёжных лесах Тюменской области.

Список литературы:

1.Аверкиев И.С. Атлас вреднейших насекомых леса. — 2-е изд., перераб. — М.: «Лесн. пром-сть», 1984. — 72 стр.

2.Быков А.В. Методика определения размеров недобора урожая основных шляпочных грибов в зависимости от абиотических и биотических факторов. / Земля Тюменская: Ежегодник Тюменского областного краеведческого музея: Вып. 19. — Тюмень: Изд-во Тюменского госуниверситета, 2006. — с. 179—189.

3.Воронцов А.И. Лесная энтомология: Учебник для студентов лесохозяйств. спец. вузов. 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1982. — 384 стр.

4.Воронцов А.И., Мозолевская Е.Г. Практикум по лесной энтомологии. 2-е изд. — М., 1978.

5.Гарибова Л.В., Сидорова И.И. Грибы. Энциклопедия природы России. — М.: 1999. — 352 стр.

6.Гашев С.Н. Статистический анализ для биологов (Пакет программ «STATAN — 1996») / С.Н. Гашев. — Тюмень: Биологический факультет, 1998.

7.Грибы сибирского леса. — Омск: Книжное издательство, 1986. — 96 стр.

8.Жуков А.М., Миловидова Л.С. Грибы — друзья и враги леса. — Новосибирск: Наука, 1980. — 189 стр.

9.Журавлёв И.И., Соколов Д.В. Лесная фитопатология. — М.: Изд-во «Лесная промышленность», 1969. — 368 стр.

10.Ильинский А.И. Определитель вредителей леса. — М.: Сельхозиздат, 1962. — 525 стр.

11.Падий Н.Н. Краткий определитель вредителей леса. — 3-е изд., испр. и доп. — М.: Лесная пром-сть, 1979. — 240 стр.

12.Хардинг П. Грибы. / Пер. с англ. Д.С. Щигеля. — М.: ООО «Издательство Астрель», 2002. — 254 стр.

13.Энциклопедия для детей. Т. 2. биология 5-е изд. перераб. и доп. / Глав. ред. М.Д. Аксёнова. — М.: «Аванта+», 2002. — с. 224—245.

14.Юдин А.В. Большой определитель грибов. — М.: ООО Изд. АСТ ООО Изд. Астрель, 2001. — 256 стр.

15.Янсен П. Всё о грибах. — Спб.: ООО «СЗКЭО Кристалл», 2005. — 160 стр.