2.2. Задание

На основании данных погодных условий метеостанции необходимо:

1. Проанализировать погодные условия вегетационного и летнего периодов за десять лет, используя следующие коэффициенты:

• Гидротермический коэффициент Селянинова;

• Гидротермический коэффициент Рубцова;

• Коэффициент жесткости зимы;

• Коэффициент водности Катаева;

2. Построить диаграммы отклонений:

• ГТК Селянинова за вегетационный период от средних многолетних значений;

• ГТК Селянинова за летний период от средних многолетних значений;

• коэффициента водности за вегетационный период от средних многолетних значений;

• коэффициента водности за летний период от средних многолетних значений;

На основании сравнения построенных диаграмм оценить влияние погодных условий на древостои и дендрофильных насекомых за десятилетний период наблюдений.

3. Дать прогноз вероятности возникновения вспышек массового размножения дендрофильных насекомых в ближайшие годы.

2.3. Прогнозирование на основе анализа погодных условий

Пример расчетов метеорологических показателей по данным метеостанции представлен в приложении 5.

Гидротермический коэффициент Селянинова

Одним из показателей влагообеспеченности, используемым в сельском и лесном хозяйстве для прогнозирования является гидротермический коэффициент (ГТК), предложенный Г.Т.Селяниновым. Он представляет собой отношение суммы осадков за три летних месяца или за вегетационный период к сумме среднесуточных температур за этот же период, уменьшенный в 10 раз:

ГТК или

P- сумма осадков за период, мм;

t- сумма среднесуточных положительных температур за тот же период, ⁰С

Например, ГТК за вегетационный период (май-сентябрь) 1996 года (см. приложение 5) рассчитывается следующим образом:

х 10= , т.е. в находится в оптимальных пределах.

В географическом разрезе ГТК, равный 1,0 соответствует лесостепи, 0,5 границе полупустынь и 0,3 - границе пустынь.

В агроклиматологии принято считать засушливым тот период времени, когда ГТК становится равным 1,0 или менее.

Для районов Восточной Сибири и Дальнего Востока, где в зимне-весенний период выпадает незначительное количество осадков, что обуславливает низкий уровень запасов влаги в почве, благоприятные условия влагообеспеченности создаются при ГТК=1,3, недостаток влаги начинает ощущаться при значении ГТК=1,0-1,3, дефицит - при ГТК ниже 1,0.

Размножение сибирского шелкопряда возможно при дефиците влажности, который в течение трех вегетационных периодов превышал средний многолетний уровень на 15-20%. Заблаговременность прогноза составляет 3-6 лет.

Для шелкопряда-монашенки начало подъема численности следует за годами с высокими ГТК (май-июнь) в сочетании с большой суммой эффективных температур (т.е. теплая и влажная погода в начале лета) и с предшествующими им сильными морозами в начале зимы. Индикатор нарастания численности - длительный период от времени освобождения мужских соцветий от покровных чешуек до массового цветения сосны, т.к. молодые гусеницы монашенки питаются пыльцой сосны.

Вспышке массового размножения сосновой совки предшествует засушливый период продолжительностью 3-5 лет большей частью с мягкими зимами. Длительный засушливый период служит индикатором возможной эруптивной фазы через 1-2 вегетационных сезона.

Гидротермический коэффициент Рубцова

Применительно к задачам энтомологических работ часто используется гидротермический коэффициент И.А.Рубцова. При его расчетах учитывается нижний порог развития насекомых.

или

где:

Р - годовая сумма осадков, мм; t_i -среднемесячная температура, ^оС;

t_о - нижний порог развития, в среднем принимается равным 6С.

Годовой гидротермический коэффициент Рубцова равен:

• для степей - 4-7,

• для смешанных лесов - 12-16,

• для тайги -18-40.

Коэффициент Рубцова может быть вычислен за часть вегетационного периода, в этом случае температура и осадки учитываются за один и тот же промежуток времени.

Наличие засухи или избыточного увлажнения определяется путем сравнения ГТК за изучаемый год (или месяц) с коэффициентом, вычисленным по средним многолетним данным. Отклонения от среднемноголетнего значения ГТК на 11-20% считаются слабыми, на 21-50% - средними, на 51-70% - сильным, более 71% - резкими.

Коэффициент жесткости зимы

Этот коэффициент используется для прогноза изменений численности вредителя после зимовки. Он рассчитывается по формуле (указывается в долях единицы):

tС- сумма среднемесячных температур за период устойчивых морозов (ноябрь- март), взятых с обратным знаком; P_n- сумма осадков за тот же период, мм.

Чем больше значение коэффициента, тем суровее зима.

Коэффициент водности.

О.А.Катаев для долгосрочного прогнозирования динамики численности насекомых предлагает использовать коэффициент водности - количество выпавших осадков за определенный период, выраженное в процентах от среднего многолетнего.

P_n- сумма осадков за определенный период, мм; P_мн- сумма средних многолетних осадков за определенный период, мм.

Этот показатель можно вычислить для разных периодов времени:

1) за календарный год;

2) за гидрологический год (за период от октября предшествующего года по сентябрь текущего включительно); этот показатель удобнее первого, так как осенне-зимние осадки сказываются на состоянии насаждений и размножении насекомых уже в следующем вегетационном периоде;

3) по скользящим периодам в два - три года; с этой целью подсчитывают суммы осадков за два или три года подряд с перекрытием в один год и определяют отклонение в процентах от удвоенной или утроенной средней многолетней нормы соответственно; показатель удобен для констатации наступления длительных периодов недостаточного увлажнения;

4) за три летних месяца (июнь, июль, август); недостаток осадков в этот период, например в еловых древостоях, сказывается на снижении энтомоустойчивости.

Результаты расчетов занести в таблицу (приложение 5). На основании произведенных расчетов ГТК Селянинова и коэффициента водности за вегетационный и летний периоды необходимо построить диаграммы отклонения рассчитанных коэффициентов от средних многолетних значений. Пример диаграммы отклонения ГТК Селянинова за летний период от среднего многолетнего по годам наблюдения представлен в приложении 6. На основании анализа метеорологических показателей делается вывод о влиянии погодной ситуации на состояние насаждений и дендрофильных насекомых за весь период (10 лет) и дается прогноз динамики численности вредителей на ближайшее время.

3. Краткосрочный прогноз динамики численности хвое- и листогрызущих насекомых на основании данных стационарных учетов

1. Особенности динамики численности

массовых хвое- и листогрызущих насекомых

3.1.1. Биологические особенности

Массовые хвое- и листогрызущие насекомые ведут преимущественно открытый образ жизни, поэтому они подвергаются непосредственному воздействию климатических факторов, уязвимы для насекомоядных млекопитающих, птиц, хищных и паразитических насекомых и болезней.

В имагинальной фазе они не питаются или питаются нектаром цветов, иногда пьют воду. Взрослая фаза живет за счет питательных веществ, накопленных личинкой. Рост и развитие личинок тесно связаны с биохимическим составом корма, который различен у разных древесных пород и изменяется в течение вегетационного периода и зависит от погодных условий. Погодные условия, качество и количество пищи влияют на рост, продолжительность развития, жизнеспособность личинок, определяя тем самым жизнеспособность и плодовитость, а так же соотношение полов взрослых особей.

У насекомых данной группы высокая потенциальная плодовитость (до нескольких сотен и даже тысяч яиц), но фактическая плодовитость колеблется в зависимости от погодных условий и условий питания личинок. Большинство видов откладывает весь запас яиц в один или несколько приемов, размещая кладки в пределах одного дерева или на соседних деревьях. Кучная кладка яиц приводит к концентрации личинок и образованию очагов.

Летными способностями отдельных видов обуславливается расширение очагов вспышек и формирование новых очагов. При этом самцы обладают гораздо большей способностью к дальним перелетам. Самки, часто отягощенные большим количеством яиц в брюшке, менее подвижны и часто совершают лишь планирующие полеты. У ряда видов самки вообще не имеют крыльев, либо они редуцированы частично. Перемещение вредителей по территории может проходить и пассивно, с воздушными потоками при сильном ветре, гусеницы младших возрастов, имеющие длинные волоски-аэрофоры, также могут передвигаться на значительные расстояния. В большинстве случаев интенсивность расселения насекомых-дефолиантов отстает от интенсивности их размножения, что приводит к их концентрации вредителей на определенной территории.

Для насекомых этой группы характерна изменчивость организма, которая проявляется у одного и того же вида в различной величине особей, их массе, интенсивности окраски, плодовитости и т.д. Особенно широко эти показатели изменяются вследствие изменения количества и качества пищи, прямого и косвенного влияния погодных условий.