ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2023.244.26-41isplta-45Research ArticleЭКОЛОГИЯ ДЕНДРОФИЛЬНЫХ НАСЕКОМЫХВозможное влияние летне-осенних сумм эффективных температур на динамику плотности популяции непарного шелкопряда Lymantria dispar (L.) в лесных насаждениях на северной границе ареалаPossible influence of summer-autumn sums of effective temperatures on the dynamics of population density of the gypsy moth Lymantria dispar (L.) in forest stands on the northern border of the rangehttps://orcid.org/0000-0002-2901-2764ПономаревВ. И.PonomarevV. I.

ПОНОМАРЕВ Василий Иванович – заведующий лаборатории лесовосстановления, защиты леса и лесопользования, доктор биологических наук

620134, ул. 8 Марта, д. 202а, г. Екатеринбург

ScopusAuthor ID: 55435087900

PONOMAREV Vasylyi I. – DSc (Biological), Head of Laboratory of Reforestation Forest Protection and Forest Management

620134. 8 Marta str. 202а. Ekaterinburg

Scopus Author ID: 55435087900

v_i_ponomarev@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3942-3313КлобуковГ. И.KlobukovG. I.

КЛОБУКОВ Георгий Игоревич – младший научный сотрудник лаборатории лесовосстановления, защиты леса и лесопользования

620134, ул. 8 Марта, д. 202а, г. Екатеринбург

ScopusAuthorID: 56271846900

KLOBUKOV Georgij I. – junior researcher of Laboratory of Reforestation Forest Protection and Forest Management

620134. 8 Marta str. 202а. Ekaterinburg

Scopus Author ID: 56271846900

klobukov_g_i@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6270-6744НапалковВ. В.NapalkovaV. V.

НАПАЛКОВА Виктория Валерьевна – научный сотрудник лаборатории лесовосстановления, защиты леса и лесопользования, кандидат биологических наук

620134, ул. 8 Марта, д. 202а, г. Екатеринбург

Scopus Author ID: 57194872653

NAPALKOVA Victoria V. – PhD (Biological), researcher of Laboratory of Reforestation Forest Protection and Forest Management

620134. 8 Marta str. 202а. Ekaterinburg

Scopus Author ID: 57194872653

viktoriyaoz@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8214-7828ОхлопковаО. В.OhlopkovaO. V.

ОХЛОПКОВА Олеся Викторовна – старший научный сотрудник отдела биофизики и экологических исследований, кандидат биологических наук

630559, р.п. Кольцово, Новосибирская область

OHLOPKOVA Olesia V. – PhD (Biological), senior researcher Department of Biophysics and Ecological Research

630559, Koltsovo, Novosibirsk region

Scopus Author ID: 57215563804

ohlopkova_ov@vector.nsc.ruБотанический сад УрО РАНРоссияBotanical Garden of the Ural branch of Russian AcademyRussian FederationБотанический сад УрО РАНРоссияBotanical Garden of the Ural branch of Russian Academy of SciencesRussian FederationФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» РоспотребнадзораРоссияState Research Center of Virology and Biotechnology VECTORRussian Federation20231302202402442641Copyright © Пономарев В.И., Клобуков Г.И., Напалков В.В., Охлопкова О.В., 20242024Пономарев В.И., Клобуков Г.И., Напалков В.В., Охлопкова О.В.Ponomarev V.I., Klobukov G.I., Napalkova V.V., Ohlopkova O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/45

Практически одновременно в 2016 г., вдоль северной границы ареала непарного шелкопряда Lymantria dispar (L.) на огромном пространстве более 1000 км в долготном направлении от Екатеринбурга (56,5° с.ш., 60,4° в.д.) до п. Кыштовка (Новосибирская область), 56,4°с.ш., 76,6°в.д. на сотнях тысяч гектар сформировались очаги непарного шелкопряда. Такая синхронность в возникновении очагов может указывать на воздействие единого модифицирующего фактора. Цель исследования – выявление общего модифицирующего фактора, который мог спровоцировать вспышку массового размножения непарного шелкопряда на основании анализа погодных условий в вегетационные сезоны, предшествующие формированию очагов и в период вспышки. На значительной территории, охватывающей зауральскую и западносибирскую популяции, в их северной части сценарии изменения погодных условий перед и в ходе реализации вспышки 2016–2018 гг. существенно различались по условиям влажности, но были схожи по теплообеспеченности. Два-три года теплообеспеченность была значительно ниже нормы, затем наступил сезон с теплообеспеченностью значительно выше нормы и резким возрастанием плотности популяции, приведшей к значительной дефолиации насаждений на следующий год при возвращении теплообеспеченности вегетационного сезона к норме. Это указывает на то, что на севере ареала вида модифицирующие факторы, провоцирующие вспышки массового размножения, отличаются от таковых в южных его частях. Возможно, вегетационные сезоны с низкой теплообеспеченностью приводят как к элиминации потомства особей популяции с большой длительностью развития до имагинальной стадии, так и к сокращению длительности развития личиночной стадии особей, получивших необходимую, но крайне небольшую сумму летне-осенних температур для завершения раннеэмбрионального развития и подготовки к зимовке. При наступлении вегетационного сезона с теплообеспеченностью значительно выше нормы снижается элиминация потомства особей с большей длительностью развития, что приводит к росту плотности популяции и значительной дефолиации на следующий год.

Almost simultaneously in 2016, along the northern border of the range of spongy moth Lymantria dispar (L.) over a huge area of more than 1000 km in the longitude direction from Yekaterinburg (N 56.5 °, E 60.4°) to the village of Kyshtovka (Novosibirsk region), (N 56.4°, E 76.6°) the outbreaks of the spongy moth have formed on hundreds of thousands of hectares. Such synchronicity in the occurrence of outbreaks can indicate the impact of a single modifying factor. The purpose of the study is to identify a single modifying factor that could provoke an outbreak of the spongy moth, based on an analysis of weather conditions in the growing seasons preceding the formation of outbreaks and during their implementation. Over the large area covering the Trans-Ural and West Siberian populations, in their northern part, the scenarios of weather conditions changes before and during the implementation of the outbreak of 2016–2018 differed significantly in terms of humidity conditions but were similar in terms of heat availability. For two or three years, the heat availability was significantly lower than normal, then become the season with heat availability significantly higher than normal and a sharp increase in population density that provide the severe defoliation of stands for the next year when the heat availability of the growing season returns to normal. That indicates the differences in modifying factors provoking outbreaks at the north of the range of the spongy moth in comparison with southern parts of the range of this species. Possibly, growing seasons with low heat availability lead both to the elimination of the offspring of individuals in the population with a long duration of development till the imaginal stage, and to a reduction in the duration of development at the larval stage of individuals that have received the necessary, but an extremely small amount of summer-autumn temperatures to complete early embryonic development and preparation for wintering. With the onset of the growing season with a heat availability significantly higher than normal, the elimination of individuals with a longer duration of development decreases, which results in the population density increase and significant defoliation in the next year.

непарный шелкопрядсеверная часть ареалавспышки массового размножениямодифицирующий факторгидротермический коэффициент Селяниноватеплообеспеченность вегетационного сезонаspongy mothnorthern part of the rangeoutbreaks of mass reproductionmodifying factorSelyaninov hydrothermal coefficientheat supply of the growing seasonРабота выполнена в рамках Госзадания Ботанического сада УрО РАН.ReferencesАлиев Р. Шелкопряд с треском пожирает леса в Новосибирской области. 2017. [Электронный ресурс]. URL: https://vn.ru/news-shelkopryad-streskom-pozhiraet-lesa-v-novosibirskoy-oblasti (дата обращения: 29.11.2022).Aliev R. The gypsy moth devours forests in the Novosibirsk region. 2017. [Electronic resource]. URL: https://vn.ru/news-shelkopryad-s-treskom-pozhiraetlesa-v-novosibirskoy-oblasti (accessed November 29, 2022). (In Russ.)Бенкевич В.И. Массовые появления непарного шелкопряда в европейской части СССР. М.: Наука, 1984. 142 с.Benkevich V.I. Mass occurrence of the gypsy moth in the European part of the USSR. M.: Nauka, 1984. 142 p. (In Russ.).Гусеницы шелкопряда атакуют Тобольск. 2017. [Видео] YouTube. URL: https://youtu.be/kOegftmEH5Q (дата обращения: 29.11.2022).Cherenkova E.A., Zolotokrylin A.N. On the comparability of some quantitative drought indicators. Fundamental and applied climatology, 2016, no. 2, pp. 79–93. DOI: 10.21513/2410-8758-2016-2-79-94. (In Russ.)Ильинский А.И., Тропин И.В. Надзор, учет и прогноз массовых размножений хвое- и листогрызущих насекомых в лесах СССР. М.: Лесн. пром-ть, 1965. 525 с.Chirkov Yu.I. Agrometeorology. L.: Hydrometeoizdat, 1979. 320 p. (In Russ.).Калина В. Тобольские березы обгрызает шелкопряд. 2018. [Электронный ресурс]. URL: https://tobolsk.ru/news/1005/52760 (дата обращения: 29.11.2022).Colinet H., Sinclair B.J., Vernon P., Renault D. Insects in fluctuating thermal environments. Ann. Rev. Entomol., 2015, vol. 60, iss. 1, pp. 123–140. DOI: 10.1146/annurev-ento-010814-021017.Кожанчиков И.В. Фауна СССР. М.: АН СССР, 1950. Т. 12. 582 с.Flower A., Gavin D.G., Heyerdahl E.K., Parsons R.A., Cohn G.M. Droughttriggered western spruce budworm outbreaks in the interior Pacific Northwest: A multi-century dendrochronological record. Forest Ecology and Management, 2014, 324, pp. 16–27. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2014.03.042.Лямцев Н.И. Динамика численности непарного шелкопряда в лесостепных дубравах Европейской России. Пушкино: ВНИИЛМ, 2013. 98 с.Ilyinsky A.I., Tropin I.V. Supervision, accounting and forecast of mass reproduction of coniferous and leaf-eating insects in the forests of the USSR. M.: Lesn. prom-t, 1965. 525 p. (In Russ.).Массовое нашествие бабочек непарного шелкопряда в районе кремля. 2017. [Видео] ВКонтакте. URL: https://vk.com/wall-34277986_1165122 (дата обращения: 29.11.2022).Kalina V. Tobolsk birches are gnawed by the gypsy moth. 2018. [Electronic resource]. URL: https://tobolsk.ru/news/1005/52760 (accessed: 29.11.2022).Непарный шелкопряд в Тюменской области остается. 2018. [Электронный ресурс]. URL: https://www.wood.ru/ru/lonewsid-80786.html (дата обращения: 29.11.2022).Klapwijk M.J., Csóka G, Hirka A., Björkman C. Forest insects and climate change: long-term trends in herbivore damage. Ecology and Evolution, 2013, iss. 3, no. 12, pp. 4183–4196.О введении карантинного фитосанитарного режима в лесных хозяйствах Новосибирской области в связи с выявлением очагов опасного насекомого-вредителя леса. 2013. [Электронный ресурс]. URL: https://fsvps.gov.ru/ru/fsvps/news/8523.html (дата обращения: 29.11.2022).Kozhanchikov I.V. Fauna of the USSR. M.: Academy of Sciences of the USSR, 1950, vol. 12. 582 p. (In Russ.).Охринец Е. Гусеницы непарного шелкопряда расплодились в Тобольске. 2017. [Электронный ресурс]. URL: https://tobolsk.info/2017/39641-gusenitsy-neparnogo-shelkopryada-rasplodilis-v-tobolske (дата обращения: 29.11.2022).Lyamtsev N.I. Population dynamics of the gypsy moth in oak forests in forest steppes of European part of Russia. Pushkino: VNIILM, 2013. 98 p. (In Russ.).Пономарев В.И., Клобуков Г.И., Напалкова В.В. Возможное влияние летне-осенних сумм эффективных температур на динамику плотности популяции непарного шелкопряда Lymantria dispar (L.) на северной границе ареала // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2017. Вып. 220. С. 46–62.Mass invasion of butterflies of the gypsy moth in the Kremlin area. 2017. [Video] Vkontakte. URL: https://vk.com/wall-34277986_1165122 (accessed November 29, 2022). (In Russ.)Пономарев В.И., Соколов Г.И., Клобуков Г.И. Динамика плотности зауральской популяции непарного шелкопряда в 2003–2013 гг. // Лесоведение. 2016. № 3. С. 76–88.Mattson W.J., Haak R.A. The role of drought in outbreaks of plant-eating insects. Bio-Science, 1987, vol. 37, no. 2, pp. 309–316.Пономарев В.И., Ильиных А.В., Гниненко Ю.И., Соколов Г.И., Андреева Е.М. Непарный шелкопряд в Зауралье и Западной Сибири. Екатеринбург, 2012. 321 с.Neuvonen S., Virtanen T. Abiotic factors, climatic variability and forest insect pests. Climate Change and Insect Pests, 2015, ch. 9, pp. 154–172. DOI: 10.1079/9781780643786.0154.Суховольский В.Г., Пономарев В.И., Соколов Г.И., Тарасова О.В., Красноперова П.А. Непарный шелкопряд Lymantria dispar L. на Южном Урале: особенности популяционной динамики и моделирование // Журнал общей биологии. 2015. Т. 76. № 3. С. 179–194.Okhrimets E. Larvae of the gypsy moth bred in Tobolsk. 2017. [Electronic resource]. URL: https://tobolsk.info/2017/39641-gusenitsy-neparnogoshelkopryada-rasplodilis-v-tobolske (accessed November 29, 2022).Тарасова О.В., Волков В.Е. Влияние погодных условий на развитие вспышек массового размножения сибирского шелкопряда в Средней Сибири // Сибирский лесной журнал. 2021. №5. С. 49–59. DOI: 10.15372/SJFS20210506On the introduction of a quarantine phytosanitary regime in the forestry of the Novosibirsk region in connection with the identification of foci of a dangerous insect pest of the forest. 2013. [Electronic resource]. URL: https://fsvps. gov.ru/ru/fsvps/news/8523.html (accessed November 29, 2022). (In Russ.)Черенкова Е.А., Золотокрылин А.Н. О сравнимости некоторых количественных показателей засухи // Фундаментальная и прикладная климатология.2016. № 2. С. 79–93. DOI: 10.21513/2410-8758-2016-2-79-94Ponomarev V.I., Klobukov G.I., Napalkova V.V. Possible influence of summer-autumn sums of effective temperatures on the dynamics of population density of the gypsy moth Lymantria dispar (L.) on the northern border of the area. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2017, iss. 220, pp. 46–62. (In Russ.).Чирков Ю.И. Агрометеорология. Л.: Гидрометиздат, 1979.- 320с.Ponomarev V.I. Sokolov G.I. Klobukov G.I. Dynamics of density of Trans-Urals' population of Gypsy moth in 2003–2013. Lesovedenie, 2016, no. 3, pp. 76–88. (In Russ.).Colinet H., Sinclair B.J., Vernon P., Renault D. Insects in fluctuating thermal environments // Ann. Rev. Entomol. 2015. Vol. 60, iss. 1. P. 123–140. DOI: 10.1146/annurev-ento-010814-021017Ponomarev V.I., Ilinykh A.V., Gninenko J.I., Sokolov G.I., Andreeva E.M. Gypsy moth in 388 Trans-Ural and Western Siberia. Ekaterinburg, 2012. 321 p. (In Russ.)Flower A., Gavin D.G., Heyerdahl E.K., Parsons R.A., Cohn G.M. Droughttriggered western spruce budworm outbreaks in the interior Pacific Northwest: A multi-century dendrochronological record // Forest Ecology and Management. 2014. 324. P. 16–27. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2014.03.042Speight V.R. Environmental influences on host plant susceptibility to insect attack. Insects and Plant Surface. L.: Edward Arnold, 1986, pp. 309–316.Klapwijk M.J., Csóka G, Hirka A., Björkman C. Forest insects and climate change: long-term trends in herbivore damage // Ecology and Evolution. 2013. Iss. 3, no. 12. P. 4183–4196.Sukhovolsky V.G., Ponomarev V.I., Sokolov G.I., Tarasova O.V., Krasnoperova P.A. Gypsy moth Lymantria dispar L. in the South Urals: Patterns in population dynamics and modeling. Journal of General Biology, 2015, vol. 76, no. 3, pp. 179–194. (In Russ.).Mattson W.J., Haak R.A. The role of drought in outbreaks of plant-eating insects // Bio-Science. 1987. Vol. 37, no. 2. P. 309–316.Tarasova O.V., Volkov V.E. Influence of weather conditions on the development of Siberian silkmoth outbreaks in Central Siberia. Siberian Forest Journal, 2021, no. 5, pp. 49–59. DOI: 10.15372/SJFS20210506. (In Russ.)Neuvonen S., Virtanen T. Abiotic factors, climatic variability and forest insect pests // Climate Change and Insect Pests. 2015. Ch. 9. P. 154–172. DOI: 10.1079/9781780643786.0154The gypsy moth larvae attack Tobolsk. 2017. [Video] YouTube. URL: https://youtu.be/kOegftmEH5Q (accessed November 29, 2022). (In Russ.)Speight V.R. Environmental influences on host plant susceptibility to insect attack // Insects and Plant Surface. L.: Edward Arnold, 1986. P. 309–316.The gypsy moth remains in the Tyumen region. 2018. [Electronic resource]. URL: https://www.wood.ru/ru/lonewsid-80786.html (accessed November 29, 2022). (In Russ.)White T.C.R. The abundance of invertebrate herbivores in relation to the availability of nitrogen in stressed food plants // Oecologia. 1984. Vol. 63. P. 72–83.White T.C.R. The abundance of invertebrate herbivores in relation to the availability of nitrogen in stressed food plants. Oecologia, 1984, vol. 63, pp. 72–83.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.