CC BY
171
УДК 595.727:591.5+591.9+632.9
Вредные саранчовые России и сопредельных регионов: прошлое, настоящее, будущее
Личинки итальянского пруса 2-3-го возрастов на разнотравье и злаках
М.Г. СЕРГЕЕВ, заведующий кафедрой общей биологии и экологии Новосибирского государственного университета, ведущий научный сотрудник Института систематики и экологии животных СО РАН, член совета директоров Международной ассоциации прикладной акридологии
Саранчовые - массовая группа насекомых, заселяющая самые разные травянистые экосистемы России и сопредельных регионов. Типичные для обитателей травостоя приспособления, трофические предпочтения, высокая подвижность позволяют им активно осваивать местообитания, созданные или преобразованные человеком,в первую очередь поля различных культур, пастбища и сенокосы. Очень часто наложение антропогенных воздействий и климатических изменений приводит к нарастанию численности саранчовых, нередко - катастрофической. Именно в такие периоды наносимый ими ущерб может превысить все допустимые пределы, и это заставляет обращаться к тем или иным методам управления их популяциями. К сожалению, какого-то идеального, а тем более единственного способа нет и, вероятнее всего, не будет. Только регулярная распашка обширных территорий приводит к разрушению подавляющего большинства кубышек и, соответственно, к резкому снижению их численности. Однако такой подход, так же, как и широкое использование акридицидов, проблематичен с общеэкологической точки зрения. Начавшееся в 1992 г. повышение численности, последовавшее за известным затишьем преды-
дущих десятилетий, обозначило наличие целого ряда взаимосвязанных проблем как теоретического, так и прикладного характера [2]. Многие из них остаются нерешенными и сейчас, но, очевидно, знания, накопленные в предыдущие десятилетия, являются основой для поиска соответствующих путей.
ПРОШЛОЕ
До сих пор нет исчерпывающего ответа на вопрос, какие факторы определяют сложный характер многолетней динамики популяций отдельных видов саранчовых и их сообществ. Хотя данные летописей свидетельствуют о том, что на территории современной России и сопредельных стран вспышки их массового размножения происходили неоднократно, начиная с XI в., но имеющиеся сведения о ситуации в
XI в. - первой половине XIX в. слишком расплывчаты и не поддаются убедительной интерпретации. Более систематические исследования вредных саранчовых начались только в конце XIX в. Тем не менее, можно утверждать, что в начале и середине этого века в пределах бывшей Российской империи возникали серьезные проблемы с данной группой насекомых. Так, с 1821 по 1830 г. и с 1841 по 1850 г. подъемы их численности отмечались почти ежегодно. Однако конец XIX в. и начало ХХ в. в целом были относительно спокойными. Общая ситуация вновь стала достаточно сложной в 19211940 гг.: в некоторых районах юга бывшего СССР плотность саранчовых была очень высокой, а наносимый ими ущерб -огромным. Более того, в 1929 г. на южную половину Средней Азии вторглись стаи пустынной саранчи. Обработки против этого вида были проведены на площади более 0,5 млн га [4]. Для того времени в качестве основных вредителей, наряду со стадными видами - перелетной, мароккской и итальянской саранчой, - указываются туранский прус, бескрылая, сибирская, крестовая, темнокры-лая, белополосая и чернополосая кобылки, атбасарка, малая кресто-вичка и др. виды [4].
Массовые размножения итальянского пруса в 1920-1950-е гг. в Предкавказье, Нижнем Поволжье, Казахстане и Кулунде имели очень серьезные последствия. Неоднократно фиксировались очень высокие плотности личинок (свыше 2000 экз/м2). Не менее сложной была и ситуация с перелетной саранчой в Азово-Кубанских плавнях, низовьях Волги, Терека, Сулака, Амударьи и Сырдарьи, а также в бассейнах Балхаша, Алаколя и Зай-сана. Ее очаги в то время были также типичны для ряда районов лесостепной и юга лесной зоны евро-
пейской части России. Основные очаги мароккской саранчи размещались в предгорьях и низкогорьях Копетдага, Гиссаро-Алая, Западного (в том числе в Ферганской долине) и Северного Тянь-Шаня, а также в Предкавказье и в Восточном Закавказье. На обширных степных и лесостепных территориях, в Центральной Якутии и в высокогорьях Тянь-Шаня и Кавказа отмечалась очень высокая численность различных кобылок. В годы их массовых размножений во многих регионах почти полностью уничтожался травостой пастбищ и наносился существенный ущерб посевам. Так, в 1926 г. в Предкавказье перелетная саранча полностью уничтожила посевы на 32,5 тыс. га, а в 1932 г. в Таджикистане мароккская саранча серьезно повредила хлопчатник на площади около 15 тыс. га [4].
Распашка целинных земель и сельскохозяйственное освоение ряда регионов в конце 1950-х - начале 1960-х гг. привели к резкому сокращению территорий, заселенных саранчовыми с высокой численностью, и к исчезновению многих классических очагов формирования вспышек их массового размножения. Считалось, что в СССР саранчовая проблема в целом решена, а наиболее опасные виды «доведены до хозяйственно безвредного состояния» [7]. В сводке Е.П. Цыплен-кова [7] дается развернутая характеристика меньшего числа видов: кроме стадных, это туранский прус, атбасарка, сибирская, крестовая, пестрая, туркменская, темнокры-лая, белополосая и чернополосая кобылки. К этому времени фактически исчезли популяции перелетной саранчи в лесостепной и лесной зонах европейской части России и мароккской саранчи в Крыму, на Северном Кавказе и в Ферганской долине.
После «затишья» новые подъемы численности итальянской саранчи в Нижнем Поволжье были отмечены в 1968-1969, 1972, 1978-1983 гг. В Казахстане несколько «относи-
тельно» спокойных лет и ослабление внимания к саранчовым со стороны службы защиты растений привели к тому, что в 1970 г заселенная прусом площадь достигла почти 1,5 млн га. Широкое внедрение почвозащитной системы земледелия способствовало повышению численности и вредоносности как итальянской саранчи, так и кобылок. Распространение противоэрозион-ных технологий и связанное с ними расширение залежей, а также развитие перевыпаса во многих регионах бывшего СССР привели в 1980-х гг. к новому обострению ситуации с саранчовыми. Так, в 19801986 гг. отмечены многочисленные вспышки и подъемы численности стадных и нестадных видов, в частности белополосой и сибирской кобылок. Однако к концу ХХ в. последний вид во многих регионах практически потерял свое хозяйственное значение, не отмечаются и нарастания численности бескрылой и пестрой кобылок. Таким образом, на протяжении последних десятилетий прослеживается не только сложная динамика собственно массовых размножений, но и временная смена потенциально опасных видов.
Анализ массовых размножений саранчовых натерритории России и сопредельных регионов позволил давно установить их общую обусловленность климатическими флук-туациями, в частности неоднократным повторением засух [3], особенно в конце весны - начале лета. Однако точность долговременных метеорологических прогнозов практически не дает возможности использовать эту зависимость. Следует отметить несколько попыток связать массовые размножения стадных саранчовых с динамикой солнечной активности - пустынной саранчи в Юго-Западной Азии и итальянского пруса на Северном Кавказе и в Нижнем Поволжье [6]. Однако в других частях ареалов вспышки отличаются по длительности и нередко сдвинуты по времени, поэтому обычно область массо-
вого размножения как бы пульсирует в пространстве. Так, в 19201930-е гг. подъем численности итальянской саранчи начинался в Заволжье, а затем волнами смещался на запад и восток [4]. Во второй половине ХХ в. в трех случаях вспышки начинались на востоке ареала и смещались в его центр. Однако развитие последней вспышки (19922002 гг.) было иным: начало - в центральной части ареала (Нижнее Поволжье и Западный Казахстан), последующее расширение - на восток, северо-восток и северо-запад.
СОВРЕМЕННОСТЬ
В конце ХХ в. во многих регионах России и сопредельных стран наложение благоприятных для саранчовых погодных условий (повторение засушливых лет), социально-экономических и политических перемен привело к мощному росту их численности, в первую очередь итальянского пруса. Общая для бывшего СССР система защиты растений оказалась разрушенной, региональные службы испытывали финансовые и организационные затруднения, отсутствовали межгосударственные механизмы координации усилий не только в области мониторинга популяций опасных вредителей, но и в управлении этими популяциями, в частности с использованием инсектицидов. Резко изменился характер землепользования: значительные площади ранее распахивавшихся земель ушли под залежи, исключительно благоприятные именно для пруса.
Вспышка размножения этого вида началась в 1992 г. в Нижнем Поволжье и Западном Казахстане. В последующие годы площадь, заселенная прусом с очень высоким уровнем численности, постепенно расширялась, особенно в восточном направлении. С 1996 г. массовым размножением были охвачены восточные районы Казахстана, а на юге Западной Сибири резкий подъем численности обозначился лишь в
19
4 Защита и карантин растений № 1, 2010
1999 г. Примечательно, что в 19961997 гг. и 2003 г после длительного «затишья» массовое размножение пруса охватило значительные территории на юге и востоке Украины. Максимума вспышка размножения достигла в 2000 г., когда против итальянской саранчи в России и сопредельных регионах было обработано свыше 8 млн га [2]. К 2004 г. суммарные площади таких обработок значительно уменьшились - до 100150 тыс. га.
В начале вспышки нередко срабатывал эффект неожиданности: во время депрессии плотность популяций пруса очень низкая, и в начале подъема численности возникает впечатление, что вид появился откуда-то извне. Именно такой была ситуация в Кулундинс-кой степи, когда начинающаяся вспышка охватила значительную ее часть. Ситуация усугублялась тем, что в прилегающих степных районах Казахстана этот вид уже был очень массовым, а местные условия благоприятствовали резкому подъему его численности. В значительной степени это определялось гораздо большими площадями залежей. С территории Казахстана стаи взрослой саранчи могли залетать и на территорию России. Ес-тественно,вероятны были и обратные миграции. Высокая плотность пруса наблюдалась в его любимых местообитаниях - на степных участках, и в первую очередь на молодых залежах с большим количеством разнотравья (высокие полыни, прутняк, бобовые, лебеда) и с легкими почвами. Интересно, что летом 1999 г. популяции итальянского пруса в Кулунде занимали промежуточное положение между типично стадной и нестадной формами. Можно предположить, что во второй половине лета здесь сформировались смешанные популяции, частично местного происхождения, а частично сложившиеся из особей, прилетевших из Казахстана. В 2000 г. плотность пруса в Кулунде
Самка и самец итальянской саранчи, или пруса (Calliptamus italiens L.)
была в среднем существенно выше, чем в 1999 г. Хорошо прослеживались разреженные стаи. Обследованные популяции так же, как и в предыдущем году, занимали промежуточное положение между стадной и одиночной формами. В следующем году численность пруса в южной части Кулунды существенно уменьшилась, произошло смещение области максимальных плотностей в более северные районы.
В целом на территории от Предкавказья до юга Западной Сибири и на севере Казахстана ситуация с итальянской саранчой остается достаточно сложной: как правило, плотность ее популяций значительно превышает значения, типичные для фазы депрессии. Например, в ряде районов Кулундинской степи численность стабильно удерживается на уровне 0,5-0,8 экз/м2. В некоторых популяциях Предкавказья и Кулунды в 2007-2008 гг. значительная доля особей по морфометри-ческим показателям принадлежала к переходным между одиночными и стадными, более того, обнаруживались и типично стадные экземпляры. В 2008 г. кулиги пруса были выявлены в Нижнем Поволжье.
Масштабы вспышки размножения перелетной саранчи увеличивались с 1993 до 2002 г., когда, например, в Казахстане и России против нее было обработано около 440 тыс. га.
Основные ее очаги были традиционными: плавни Предкавказья, районы Прибалхашья и Приалако-лья. Вместе с тем, высокая численность очагами отмечалась даже в Кулундинской степи. Скорее всего, это либо результат залетов стай из Восточного Казахстана, либо ошибки в определении вида. Хотя объем обработок против перелетной саранчи в последние годы несколько сократился, но ее значительные популяции сохраняются как в Предкавказье и Нижнем Поволжье, так и на юго-востоке Казахстана. До сих пор крайне актуальной проблемой остается труднодо-ступность стаций постоянного обитания данного вида, что затрудняет не только обработки, но и адекватную оценку состояния популяций, ограничивает спектр применяемых инсектицидов.
Мощные вспышки размножения мароккской саранчи наблюдались в 1993, 2000 и 2006-2008 гг. В эти годы на юге Казахстана против данного вида обрабатывали от 100 до 300 тыс. га. Постоянная проблема с мароккской саранчой существует на юге Узбекистана, в Туркменистане, Таджикистане и Азербайджане. С 2001 г суммарные площади обработок составляли не менее 100150 тыс. га, а в 2006 г. превысили 460 тыс. га. Весной 2009 г. объем защитных работ также был значитель-
ным, хотя, по имеющимся предварительным данным, несколько сократился. Ситуация осложняется из-за почти не контролируемых вспышек размножения данного вида на севере Афганистана, где, например, в 2002 г. экстремально высокая численность отмечалась на территории более 250 тыс. га. Симптоматично, что в 2000-2001 гг после многолетнего затишья массовое размножение мароккской саранчи впервые отмечалось в Чечне (было заселено 15-18 тыс. га).
Сезоны 1999-2002 гг. были ознаменованы нарастанием численности и ряда нестадных саранчовых. Максимальные площади, заселенные комплексом этих видов, зарегистрированы в 2001 и 2002 гг. (500560 тыс. га).
Если говорить о саранчовых в целом, то наибольшей остроты проблема достигла в 2000 г., когда площади, как заселенные с высоким уровнем численности, так и обработанные в России и сопредельных регионах, превысили 10 млн га [2]. Для 2001 г. зафиксированы существенно меньшие величины, соответственно 5,6 и 4,8 млн га, а уже с 2004 г. против саранчовых обрабатывалось не более 1 млн га.
Таким образом, ситуация с саранчовыми, сложившаяся на протяжении последних двух десятилетий, представляется неоднозначной. С одной стороны, мы пережили несколько очень сложных сезонов, которые показали как проблемы в системе защиты растений, особенно в области координации усилий соседних государств в пограничных районах, а также связанные с недостаточной технической оснащенностью и нехваткой акри-дицидов (особенно приемлемых с экологической точки зрения), так и наличие значительных пробелов в наших представлениях в области теоретической и прикладной акри-дологии. С другой стороны, исследования, проведенные во время подъемов численности, а для ита-
льянского пруса и в период промежуточной депрессии 2002-2004 гг. в Предкавказье [6], в Кулундинской степи [5] и Казахстане [9], позволили во многом по-новому взглянуть на проблему массовых размножений саранчовых.
Анализ пространственной структурированности популяционных систем широко распространенных массовых видов этих насекомых показывает, что один из главных факторов, ее определяющих, -пространственно-временная неоднородность природной среды [1], выражающаяся в первую очередь в том, что каждый участок не похож на другой. Более того, состояние любого участка, включая столь важные для жизни саранчовых показатели, как уровни увлажнения и теп-лообеспеченности, особенности почв и растительного покрова, постоянно меняется. Весьма специфична в каждом конкретном случае и деятельность человека. Наряду с генетическими факторами это определяет своеобразие каждой локальной популяции. Хотя принципиальные различия между популяциями регионального масштаба сравнительно хорошо изученных стадных саранчовых - пустынной и перелетной саранчи - известны давно, по крайней мере, с 1950-х гг, но в действительности непохожими, в том числе и по картине многолетней динамики, могут быть соседние местные популяции [5]. Это отражается в «волнообразной» картине многолетнего пространственного перераспределения максимальных и минимальных плотностей итальянской саранчи. Такой вывод противоречит традиционным представлениям об однонаправленности многолетних изменений численности вида в пределах одного физико-географического региона [7] и подтверждает необходимость существенных изменений в стратегии управления популяциями потенциально вредных саранчовых.
БУДУЩЕЕ
Прогнозы на 2009 г. основаны на стандартном наборе параметров, используемых в защите растений. Предполагалось значительное повышение численности на обширных территориях СНГ, проведение защитных мероприятий на площади более 3 млн га, причем около 80 % из них - в Казахстане. Вместе с тем, погодные условия весны и начала лета прошедшего года не были оптимальными для массового нарастания численности саранчовых, особенно итальянского пруса, но в то же время они не были настолько плохи, чтобы вызвать ее резкое сокращение. Это означает, что с большой вероятностью весьма высокие уровни плотности популяций этих насекомых сохранятся и опасность дальнейшего увеличения численности будет совершенно реальной. При мониторинге особое внимание необходимо уделять видам, характер расселения которых может изменяться в результате глобального потепления. Так, на юго-востоке Западной Сибири в последние десятилетия зафиксировано расселение в основном на север и северо-восток ряда саранчовых, распространенных здесь преимущественно в степных районах (например, малой кре-стовички и голубокрылой кобылки), но потепление в сочетании с меняющимся характером увлажнения может создать и более благоприятные условия для развития вспышек массового размножения. В частности, можно предполагать формирование новой волны массовых размножений мароккской саранчи в Предкавказье и низкогорьях Большого Кавказа.
Все это означает, что реально мы недооцениваем саранчовых и не уделяем им достаточного внимания. Необходимы длительные исследования в области динамики и зонально-ландшафтного распределения популяций массовых видов, а также многовидовых сообществ. На основании этих исследований возможно
выделение тех критических местообитаний и временных промежутков, которые существенны для динамики саранчовых. Такие данные могут служить фундаментом для обоснования мониторинга и мер по управлению популяциями, ориентированных на минимизацию экологического ущерба и поддержание биоразнообразия [8]. Система управления популяциями саранчовых должна быть ориентирована не на подавление массового размножения, а на его предупреждение, то есть на развитие превентивной стратегии контроля. Последняя должна включать связанные друг с другом, но разнообразные тактические приемы, ориентированные на решение проблем конкретных районов, местообитаний и временных промежутков, а также учитывающие экономическую ситуацию. Следует совершенствовать сельскохозяйственные технологии, в том числе необходимо формирование экологически обоснованных структур агроландшафтов, мероприятий по ускорению процессов восстановления степных экосистем на залежных землях. Связанная с этим перестройка тактики должна быть основана на современных научных достижениях, в первую очередь, на новых препаратах - как химических, так и биологических, наносящих минимальный ущерб экосистемам и проявляющих избирательность по отношению к целевым объектам. Необходимо совершенствовать и технологии обработок (в том числе барьерных и их аналогов, создавать устройства для целенаправленного распределения препаратов), развивать управление популяциями на уровне ландшафта. Очевидна и необходимость развития соответствующих информационных технологий, в первую очередь, географических информационных систем (ГИС), интегрирующих высококачественные базы данных по распределению популяций саранчовых (как отдельных видов, так и их сообществ) и разномасштабные цифровые карты их ме-
стообитаний, систем дистанционного зондирования Земли, позволяющих актуализировать ГИС. Опыт в этом направлении уже накоплен для пустынной и перелетной саранчи (главным образом в пустынных регионах). Хотя для саранчовых, обитающих в степях, лесостепях и полупустынях, существует ряд проблем, связанных, например, с необходимостью различения на космосним-ках схожих типов растительности разного происхождения(например,
естественных полынников и зарослей полыней на молодых залежах), есть основания полагать, что и в данном случае возможен технологический прорыв, обеспечивающий в будущем выход прогнозов на принципиально иной уровень.
Исследование выполнено благодаря частичной финансовой поддержке РФФИ (гранты 07-04-00341, 08-0492228) и Программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (проект 2.2.3.1/1557).
ЛИТЕРАТУРА
1. Казакова И.Г., Сергеев М.Г. Пространственная организация популяционной системы вида у короткокрылого конька Chorthippus parallelus Zett. (Insecta: Orthoptera). // Журнал общей биологии, 1992, т. 53, № 3, с. 373-383.
2. Лачининский А.В., Сергеев М.Г., Чильдебаев М.К., Черняховский М.Е., Локвуд Дж.А., Камбулин В.Е., Гаппаров Ф.А. Саранчовые Казахстана, Средней Азии и сопредельных территорий. Международная ассоциация прикладной акридологии, Университет Вайоминга, Ларами, 2002, vii+387 с.
3. Порчинский И.А. О кобылках, повреждавших посевы и травы в губерниях Пермской, Тобольской и Оренбургской. - СПб., 1894, 132 с.
4. Предтеченский С.А., Жданов С.П., Попова А.А. Вредные саранчовые в СССР (обзор за 1925-1933 гг.). // Труды по защите растений, серия 1, 1935, вып. 18, с. 1-167.
5. Сергеев М.Г., Ванькова И.А. Закономерности динамики популяций итальянской саранчи Calliptamus italicus L. на юго-востоке Западно-Сибирской равнины. // Сибирский экологический журнал, 2005, т. 12, № 3, с. 393-400.
6. СтоляровМ.В. Цикличность и некоторые особенности массовых размножений итальянского пруса (Calliptamus italicus L.) на юге России. // Экология, 2000, № 1, с. 48-53.
7. Цыпленков Е.П. Вредные саранчовые насекомые в СССР. Л.: Колос, 1970, с. 271.
8. SergeevM.G., Denisova O.V., Vanjkova I.A. How do spatial population structures affect grasshopper and locust management? // Grasshopper and grassland health. Dordrecht et al.: Kluwer Academic Publ., 2000, p. 71-87.
9. WilpsH., Levchenko V., Vernigor A. Field trials with Imidacloprid (Confidor) on the Italian locust Calliptamus italicus in Kazakhstan. // Journal of Applied Entomology, 2002, vol. 126, p. 436-443.
Аннотация. Характеризуется общая ситуация с саранчовыми в России и сопредельных регионах. Описываются особенности динамики стадных и нестадных видов, а также расположение основных районов формирования вспышек массового размножения на протяжении XIX-XX вв. Выявлены проблемы двух последних десятилетий. Отмечены причины, обусловившие формирование одного из самых значительных подъемов численности стадных саранчовых, в первую очередь, итальянского пруса. Обсуждаются возможные тренды многолетней динамики численности саранчовых и основные подходы к решению существующих проблем теоретической и прикладной акридологии.
Ключевые слова. Стадные саранчовые, нестадные саранчовые, массовое размножение, популяция, Россия, динамика, защита растений, акридицид.
Abstracts. General situation with acridid insects is characterized for Russia and adjacent regions. The peculiarities of locust and grasshopper dynamics and the distribution patterns of main outbreaks are described for the 19th and 20th centuries. The problems of two last decades are evaluated. The causes of development of one of the most significant outbreaks, mainly of the Italian locust, are noted. Some possible trends of long-term dynamics of Acridoidea and the main approaches to solution of the actual problems of theoretic and applied acridology are discussed.
Keywords. Locust, grasshopper, outbreak, population, Russia, CIS countries, dynamics, plant protection, acridicid
