Скрытые параметры рядов динамики численности лесных насекомых и закономерности формирования структур энтомокомплекса

Рассмотрены подходы к использованию некоторых дополнительных (скрытых) параметров для анализа популяционной динамики лесных насекомых. Проведен анализ данных по динамике численности комплекса насекомых – филлофагов сосны обыкновенной, полученных в ходе непрерывных учетов с 1979 по 2016 г. численности пяти видов филлофагов на территории Краснотуранского бора (юг Красноярского края), данных по динамике численности насекомых в лесных насаждениях Швейцарии в долине Oberengadin, а также данных по динамике численности сибирского шелкопряда Dendrolimus sibsiricus Tschetv. в таежных лесах Сибири. Для анализа особенностей динамики численности рассматривались ранговые распределения многолетней плотности видов в отдельном местообитании, характеристики распределения особей на деревьях, рассматриваемые с точки зрения модели фазовых переходов второго рода, а также параметры авторегрессионных уравнений динамики численности популяции с учетом порядка авторегрессии, знака коэффициентов модели и запаса по устойчивости. Показано, что показатели конкуренции между видами в сообществе слабо связаны с изменением плотности популяций в сообществе и коэффициент конкуренции b можно рассматривать как независимый показатель состояния сообщества. Использование скрытого параметра b позволяет сравнить конкуренцию между видами в комплексе насекомых в Краснотуранском бору и между видами в комплексе хвоегрызущих насекомых в лиственничных лесах Альп. Используя модель фазового перехода второго рода, показано, что расселение вида на учетных единицах (деревьях) на пробной площади носит групповой характер и, следовательно, на часть деревьев вредитель оказывает повышенное воздействие. Рассмотрена возможность использования авторегрессионных уравнений для описания динамики численности популяций отдельных видов. Показано, что AR-модели достаточно хорошо описывают динамику численности популяций в различных урочищах. В качестве скрытых параметров динамики можно рассматривать коэффициенты AR-уравнений и величины запаса по устойчивости этих уравнений. Полученные «скрытые» закономерности динамики численности характеризуют многолетнюю динамику численности сообществ лесных насекомых. С помощью этих скрытых параметров (непосредственно не измеряемых при учетах численности популяций насекомых) рассмотрены долгосрочные свойства популяций насекомых, которые необходимо учитывать при оценке типа динамики численности видов. С помощью «скрытых» показателей можно получить дополнительную информацию о свойствах и динамике изучаемых популяций.

1. Базыкин А.Д. Нелинейная динамика взаимодействующих популяций. М.; Ижевск: Ин-т комп. исслед., 2003. 368 с.

2. Братусь А.С., Новожилов А.С., Платонов А.П. Динамические системы и модели в биологии. М.: Физматлит, 2010. 400 с.

3. Бокс Дж. Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. М.: Мир, 1974. Вып. 1. 406 с.

4. Болдаруев В.О. Динамика численности сибирского шелкопряда и его паразитов. Улан-Удэ: Бурят. кн. изд-во, 1969. 162 с.

5. Вольтера В. Математическая теория борьбы за существование. М.; Ижевск: Ин-т комп. исслед., 2004. 288 с.

6. Гайдук А.Р., Беляев В.Е., Пьявченко Т.А. Теория автоматического управления в примерах и задачах. СПб.: Лань, 2001. 464 с.

7. Исаев А.С., Хлебопрос Р.Г., Кондаков Ю.П., Недорезов Л.В., Киселев В.В., Суховольский В.Г. Популяционная динамика лесных насекомых. М.: Наука, 2001. 374 с.

8. Исаев А.С., Пальникова Е.Н., Суховольский В.Г., Тарасова О.В. Динамика численности лесных насекомых-филлофагов: модели и прогнозы. М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2015. 262 с.

9. Ким Д.П. Теория автоматического управления. М.: Физматлит, 2007. Т. 1. 312 с.

10. Ландау Л.Д. К теории фазовых переходов // ЖЭТФ. 1937. Т. 7. С. 19–32.

11. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение. М.: Мир. 1992. 184 с.

12. Пальникова Е.Н., Свидерская И.В., Суховольский В.Г. Сосновая пяденица в лесах Сибири. Новосибирск: Наука, 2002. 252 с.

13. Парето В. Компендиум по общей социологии. М.: Изд. дом ГУ ВШЭ, 2008. 511 с.

14. Подкорытова О.А., Соколов М.В. Анализ временных рядов. М.: Юрайт, 2016. 266 с.

15. Суховольский В.Г., Баранчиков Ю.Н. Методы количественной оценки видового разнообразия сообществ // Энтомологические исследования в Сибири. Красноярск: КФ РЭО. 1998. Вып. 1. С. 44–54.

16. Хайяши Ф. Эконометрика. М.: Дело, 2017. 728 с.

17. Хемминг Р.В. Цифровые фильтры. М.: Недра, 1987. 221 с.

18. Baltensweiler W. Zeiraphera griceana Hubner (Lepidoptera, Tortricedae) in the European Alps. A contribution to the problem of cycles // Can. Entomol. 1964. Vol. 96, nо. 5. P. 792–800.

19. Baltensweiler W. The folivore guild on larch (Larix decidua) in the Аlps // Y. Baranchikov, W. Mattson, F. Hain, T. Payne (eds.). Forest insect guilds: patterns of interaction with host trees. USDA Forest Service. General Technical Report NE-153. 1991. P. 145–164.

20. Isaev A.S., Soukhovolsky V.G., Tarasova O.V., Palnikova E.N., Kovalev A.V. Forest insect population dynamics, outbreaks and global warming effects. N.Y.: Wiley and Sons. 2017. 286 p.

21. Pareto V. Cours d'Économie Politique. Lausanne: F. Rouge. 1896. Vol. I. 430 p.; 1897. Vol. II. 426 p.

22. Royama T. Analytical population dynamics. L.: Chapman and Hall, 1992. 371 p.

23. Zipf G.K. Human behavior and the principle of least effort. Cambridge, MA: Addison-Wesley, 1949. 573 p.