Интересные статьи

УДК 595.727:591.5+591.9+632.9

Вредные саранчовые России и сопредельных регионов: прошлое, настоящее, будущее

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 предыдущих 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 вXI 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 1921– 1940 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, темнокрылая, белополосая и чернополосая кобылки, атбасарка, малая крестовичка 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 Зайсана. Ее очаги в то время были также типичны для ряда районов лесостепной и юга лесной зоны европейской части России. Основные очаги мароккской саранчи размещались в предгорьях и низкогорьях Копетдага, Гиссаро$Алая, Западного (в том числе в Ферганской долине) и Северного Тянь-Шаня, а также в Предкавказье и в Восточном Закавказье. На обширных степных и лесостепных территориях, в Центральной Якутии и в высокогорьях Тянь-Шаня и Кавказа отмечалась очень высокая численность различных кобылок. В годы их массовых размножений во многих регионах почти полностью уничтожался травостой пастбищ и наносился существенный ущерб посевам. Так, в 1926 г. в Предкавказье перелетная саранча полностью уничтожила посевы на 32,5 тыс. га, а в 1932 г. в Таджикистане мароккская саранча серьезно повредила хлопчатник на площади около 15 тыс. га [4].
      Российской академией сельскохозяйственных наук 13 февраля 2007 г. принята «Концепция развития аграрной науки и научного обеспечения агропромышленного комплекса Российской Федерации на период до 2025 года», где отмечено, «что наука должна занять главенствующее положение в инновационном процессе…». В соответствии с национальными проектами технологического обновления агропромышленного производства особое внимание будет уделено повышению результативности научных исследований и значительному ускорению создания инноваций. При этом важное значение должно быть отведено освоению инновационных проектов по защите растений, которые позволят значительно повысить эффективность агропромышленного производства.
      Распашка целинных земель и сельскохозяйственное освоение ряда регионов в конце 1950-х – начале 1960$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. Цыпленкова [7] дается развернутая характеристика меньшего числа видов: кроме стадных, это туранский прус, атбасарка, сибирская, крестовая, пестрая, туркменская, темнокрылая, 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 «относительно» 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 противоэрозионных 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 1980– 1986 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 на территории России и сопредельных регионов позволил давно установить их общую обусловленность климатическими флуктуациями, 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 1920– 1930-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 (1992– 2002 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 в1999 г. Примечательно, что в 1996– 1997 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 100– 150 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 Кулундинской 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. Естественно, 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 ПРОБЛЕМЫ ФИТОСАНИТАРИИ 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 морфометрическим 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 Приалаколья. 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$востоке Казахстана. До сих пор крайне актуальной проблемой остается труднодоступность стаций постоянного обитания данного вида, что затрудняет не только обработки, но и адекватную оценку состояния популяций, ограничивает спектр применяемых инсектицидов.
      Конечно, организация малых предприятий требует взвешенного подхода к выбору направления деятельности, участников, руководства и договорных организационных и экономических взаимоотношений с головным научным учреждением. Практика показывает целесообразность активного участия в деятельности малого предприятия разработчиков инновационного продукта на правах совместительства.
      Мощные вспышки размножения мароккской саранчи наблюдались в 1993, 2000 и 2006–2008 гг. В эти годы на юге Казахстана против данного вида обрабатывали от 100 до 300 тыс. га. Постоянная проблема с мароккской саранчой существует на юге Узбекистана, в Туркменистане, Таджикистане и Азербайджане. С 2001 г. суммарные площади обработок составляли не менее 100– 150 тыс. га, а в 2006 г. превысили 460 тыс. га. Весной 2009 г. объем защитных работ также был значитель$ным, хотя, по имеющимся предварительным данным, несколько сократился. Ситуация осложняется из$за почти не контролируемых вспышек размножения данного вида на севере Афганистана, где, например, в 2002 г. экстремально высокая численность отмечалась на территории более 250 тыс. га. Симптоматично, что в 2000–2001 гг. после многолетнего затишья массовое размножение мароккской саранчи впервые отмечалось в Чечне (было заселено 15–18 тыс. га).
      Сезоны 1999–2002 гг. были ознаменованы нарастанием численности и ряда нестадных саранчовых. Максимальные площади, заселенные комплексом этих видов, зарегистрированы в 2001 и 2002 гг. (500– 560 тыс. га).
      Если говорить о саранчовых в целом, то наибольшей остроты проблема достигла в 2000 г., когда площади, как заселенные с высоким уровнем численности, так и обработанные в России и сопредельных регионах, превысили 10 млн га [2]. Для 2001 г. зафиксированы существенно меньшие величины, соответственно 5,6 и 4,8 млн га, а уже с 2004 г. против саранчовых обрабатывалось не более 1 млн га.
      Таким образом, ситуация с саранчовыми, сложившаяся на протяжении последних двух десятилетий, представляется неоднозначной. С одной стороны, мы пережили несколько очень сложных сезонов, которые показали как проблемы в системе защиты растений, особенно в области координации усилий соседних государств в пограничных районах, а также связанные с недостаточной технической оснащенностью и нехваткой акридицидов (особенно приемлемых с экологической точки зрения), так и наличие значительных пробелов в наших представлениях в области теоретической и прикладной акридологии. С другой стороны, исследования, проведенные во время подъемов численности, а для итальянского пруса и в период промежуточной депрессии 2002–2004 гг. в Предкавказье [6], в Кулундинской степи [5] и Казахстане [9], позволили во многом по$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 теплообеспеченности, 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 крестовички 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 возможновыделение 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 местообитаний, 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 космоснимках 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 07104100341, 081041 92228) и Программы «Развитие научно1 го 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. Столяров М.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. Sergeev M.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. Wilps H., 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.

---