в отдельные годы в природе наблюдаются вспышки численности насекомых какие экологические факторы

В отдельные годы в природе наблюдаются вспышки численности насекомых какие экологические факторы

Массовые появления вредных насекомых и их прогноз

Теоретический анализ динамики численности. Динамика популяций представляет собою сложное явление, ряд сторон которого в должной мере еще не изучен и не понят. Поэтому теоретический анализ причин изменения численности организмов и в частности их массовых появлений наталкивается на ряд трудностей. Существует ряд теорий, рассматривающих эту проблему по-разному.

Вместе с тем познание закономерностей популяционной динамики вредителей и разработка вопросов ее теории приобретает большое практическое значение для составления прогнозов возможных массовых появлений этих вредителей. На основе прогнозов могут быть приняты своевременные меры по предотвращению возможного вреда.

Чем же объясняются изменения численности вредных насекомых и каковы их причины?

В самом общем виде изменение численности может быть объяснено следующими двумя коренными причинами:

1) изменчивостью самой внешней среды, выходящей за пределы нормы требований и приспособлений вида к факторам среды;

2) изменением плодовитости и выживаемости особей под воздействием внешней среды.

При этом изменение численности может иметь двоякий характер: с одной стороны, изменяется плотность особей в популяциях (т. е. их число на 1 м 2 или на одно растение), с другой стороны, изменяется число заселенных стаций. Следовательно, увеличение или уменьшение численности особей происходит не только в одном или в немногих местообитаниях вида, но может также охватить ту или иную часть его ареала, т. е. большое число популяций. Этими показателями определяются масштаб массового появления вредителя или, наоборот, его депрессии.

Биотический потенциал и скорость передачи жизни являются теоретическими абстракциями и в реальной природе размножение организмов никогда не соответствуют этим величинам. Однако оба эти понятия ценны тем, что позволяют установить для видов численные показатели их потенциальной энергии размножения.

По вопросу о роли факторов среды и механизма сдерживания численности особей в популяциях существуют различные точки зрения. Широким распространением пользовалась теория северо-американского эколога К. Чэпмана, который рассматривал все факторы среды как враждебные организму силы природы; эти силы он обозначил понятием сопротивление среды. Численность особей вида считалась данным исследователем лишь итогом взаимодействия между биотическим потенциалом и сопротивлением среды.

В самом общем виде эта теория в известной мере раскрывает механизм динамики численности популяций, но не может считаться удовлетворительной, так как рассматривает организм и среду лишь как враждебные системы. Между тем организм является порождением среды и вместе они выступают не как враждебные, а как эволюционно согласованные системы (см. также «Вводные понятия» к разделу «Экология»).

Теория Чэпмана, как и высказанные по ее поводу положения, имеют слишком общий характер и не раскрывают сложного механизма популяционной динамики видов. В настоящее время по вопросу о динамике численности насекомых существуют две основные теории.

Одна из них главенствующую роль приписывает абиотическим факторам среды, хотя не исключает значения и биотических факторов. Случайные комбинации этих факторов определяют ход численности особей в популяциях; популяции, следовательно, не регулируются, а стихийно изменяются, варьируют. Эта точка зрения разделялась известным израильским исследователем доктором Ф. Боденхеймером.

Без такой регулирующей роли реактивных факторов могло бы происходить несдерживаемое увеличение численности насекомых-фитофагов в популяциях и в биоценозах, что в конце концов повело бы к уничтожению кормовых растений, к гибели вследствие этого насекомого-фитофага и всего биоценоза в целом. Регуляция численности рассматривается в этой теории не как следствие сопротивления среды, а как процесс, возникший в биоценозе в результате сложившихся взаимодействий между отдельными видами на основе цепей питания.

Таким образом, высокий биотический потенциал постоянно обеспечивает в биоценозе возможность избыточного роста численности, а биотические факторы сдерживают и регулируют этот рост, выполняя буферную функцию. Если же буферная роль биотических факторов в популяциях того или иного вида снизится, а абиотические факторы окажутся благоприятными, неизбежно произойдет резкое увеличение численности и плотности особей данного вида.

Такое ослабление регулирующей роли биотических факторов часто наблюдается во вторичных биоценозах, например, на посевах и посадках культурных растений. Применяемая агротехника может оказаться гибельной для полезных энтомофагов, а обилие пищи в виде возделываемого культурного растения исключает регулирующую роль пищевого фактора. Вот почему агробиоценозы являются той основной биоценотической средой, где особенно часто происходят массовые вспышки насекомых-фитофагов, которые и становятся здесь вредителями.

Устойчивый тип динамики численности характерен для видов с более или менее постоянной численностью в течение всего вегетационного периода. Количество особей в популяциях у таких видов мало изменяется в течение сезона вследствие наличия у них соответствующих приспособлений, обеспечивающих им высокую выживаемость на протяжении всего года. Высокая выживаемость сопряжена у видов этого типа с низкой плодовитостью; последней достаточно для поддержания более или менее постоянного уровня численности во все сезоны года.

Для прогноза вероятной численности этих видов необходимо произвести учет их плотности и распределения на различных полях в осеннее время. Исходя из типа популяционной динамики этих видов, можно с достаточной степенью вероятности сказать, что в будущем году численность и плотность данных вредителей существенно не изменится, если не будут применены меры борьбы.

Сезонный тип динамики численности (рис. 189) характерен для видов с резко возрастающей плотностью популяций в течение одного сезона. Другими словами, количество особей у видов этого типа может сильно увеличиться в течение одного вегетационного периода, т. е. с весны до осени, однообразно повторяясь ежегодно. Сюда относятся многие поливольтинные виды и некоторые высоко плодовитые моновольтинные виды: капустная моль, хлопковая совка, различные виды тлей, яблонная плодожорка, яблонная моль, боярышница, златогузка, гессенская и шведская муха, комнатная муха и др.

Таким образом для видов этой группы характерно численное возрастание особей во второй половине сезона или осенью, что и должно служить основой для прогноза и планирования мер борьбы. Для большинства видов этого типа целесообразно проведение осеннего учета их численности.

Многолетний тип популяционной динамики отличается наибольшей сложностью и разнообразием проявлений. Изменение численности особей, плотности в популяциях и заселенности стаций охватывает период в несколько лет и сопровождается прохождением серии фаз популяционной динамики. Обычно различают 4-5 таких фаз, название которых и вкладываемое содержание не всегда совпадают у различных авторов. В предлагаемой ниже схеме (рис. 190) эти фазы сведены к следующим:

Рис. 190. Кривая изменения численности особей при многолетнем типе популяционной динамики (по Драховской)

Общая продолжительность всего полного цикла фаз популяционной динамики при многолетнем типе достигает у моновольтинных видов минимум 4 лет, а у многих видов 6-10 и более лет; у би- и тривольтинных видов весь цикл может охватить 2-3 года (рис. 190).

Виды с многолетним типом динамики численности наиболее многообразны и могут быть подразделены на ряд подтипов, подробное рассмотрение которых здесь не дается. Примерами могут служить саранчовые, вредная черепашка, свекловичный долгоносик, хлебная жужелица, озимая совка, колорадский жук и многие другие известные виды вредителей.

Вредная черепашка, свекловичный долгоносик и хлебная жужелица так же, как и саранчовые, имеют одну генерацию в году, но в отличие от них тесно связаны с обрабатываемыми землями, т. е. агробиоценозами, где имеют устойчивую кормовую базу. Вследствие этого численность этих видов на посевах всегда более или менее высокая, погодные и другие условия не могут быстро и значительно снизить плотность популяций.

Для прогноза вероятной численности видов этой группы в будущем году необходим учет их распределения и численности по полям, анализ экологических условий развития до зимовки, а также учет физиологического состояния самого вредителя.

Другие группы многолетнего типа динамики численности имеют свои специфические свойства, которые здесь не рассматриваются.

Из всего сказанного выше становится ясным, сколь важное значение для разработки надежных прогнозов имеет глубокое изучение биологии и экологии каждого вида вредителя в отдельности и установление характерных особенностей его популяционной динамики.

Источник

ЗООЛОГИЯ Часть С

С1. Обитающие в пустынях пресмыкающиеся и млекопитающие, как правило, ведут ночной образ жизни. Объясните приспособительное значение такого суточного ритма.

Элементы ответа:

1) высокая дневная температура снижает активность многих животных пустыни;

2) ночью в условиях пониженной температуры воздуха происходит конденсация влаги и организм животных обеспечивается водой.

С4. Какими преобразованиями в строении и жизнедеятельности сопровождалась эволюция пресмыкающихся при освоении ими суши? Приведите не менее трёх изменений.

Элементы ответа:

1) сухая ороговевшая кожа без желёз, препятствующая потере воды;

2) размножение не связано с водой (внутреннее оплодотворение, развитие зародыша в яйце с плотными яйцевыми оболочками);

3) прогрессивное развитие органов дыхания, выделения и кровообращения.

С4. Какие ароморфозы характерны для млекопитающих? Приведите не менее 3-х примеров.

Элементы ответа:

1) в строении тела: кожные железы, волосяной покров, четырехкамерное сердце, альвеолярные легкие, усложнение головного мозга;

3) внутриутробное развитие, живорождение, выкармливание детенышей молоком.

С3. Какими особенности строения рыб способствуют уменьшению затрат энергии при передвижении в воде? Назовите не менее 3-х особенностей.

Элементы ответа:

1) обтекаемая форма тела, слитность отделов;

2) черепицеобразное расположение чешуи;

3) слизь, обильно покрывающая кожу.

С3. В песчаных пустынях обитает большое число видов пресмыкающихся, а земноводные там практически отсутствую. Объясните, почему.

Элементы ответа:

1) в пустыне кожа земноводных высохнет, что затруднит их дыхание, так как дыхание земноводных в основном происходит через кожу, а пресмыкающиеся дышат только лёгкими;

2) у земноводных кожа голая и организм будет терять много воды, а у пресмыкающихся кожа покрыта роговыми образованиями и предохраняет от испарения;

3) оплодотворение у земноводных внешнее, связано с водой, оплодотворение пресмыкающихся внутреннее, не зависит от воды, развитие зародыша происходит в яйце, защищенном плотными оболочками

С3. Объясните, какими преимуществами обладают общественные насекомые (пчёлы, осы, муравьи) по сравнению с одиночными. Приведите не менее трёх примеров.

Элементы ответа:

1) благодаря совместным действиям общественные насекомые возводят жилища, в которых они и их потомство защищены от различных неблагоприятных факторов среды, запасают необходимое количество пищи;

2) совместные действия облегчают овладение крупной добычей, защиту от врагов, уход за потомством;

3) своеобразное «разделение труда» повышает шансы на выживание семей.

С3. Чем объясняется непостоянная температура тела лягушки? Приведите не менее 3-х причин.

Элементы ответа:

1) клетки тела снабжаются смешанной кровью, которая содержит мало кислорода;

2) обмен веществ происходит медленно, энергии в процессе жизнедеятельности освобождается мало;

3) высокая теплоотдача за счет голой кожи.

С4. В открытых пространствах степей и прерий разных континентов в прошлом паслись стада разных видов травоядных: бизонов, антилоп, диких туров, диких лошадей. Какие причины привели к сокращению численности и полному исчезновению некоторых видов к настоящему времени?

Элементы ответа:

1) естественные пространства степей и прерий превращались в сельскохозяйственные угодья;

2) сокращение естественных мест обитания привело к резкому снижению численности диких животных;

3) часть животных была уничтожена охотой.

С4. В отдельные годы в природе наблюдаются вспышки численности насекомых-вредителей. Какие биотические факторы могут уменьшить их численность? Приведите не менее 3-х факторов.

Элементы ответа:

1) Увеличение численности насекомоядных птиц;

2) Увеличение численности паразитов насекомых;

3) внутривидовая и межвидовая конкуренция за пищу и убежища.

Источник

Тема 2. Введение в популяционную экологию

А.С. Замотайлов, И.Б. Попов, А.И. Белый
Экология насекомых
Краткий курс лекций. – Краснодар: КубГАУ, 2009. – 184 с.

Тема 2. Введение в популяционную экологию

2.4. Типы динамики и прогноз численности насекомых

Изменение численности особей происходит у разных видов по-разному. Установление специфики популяционной динамики отдельных видов вредителей создает научные основы для разработки методов прогноза, изменения их численности в практических целях, т.е. с целью принятия необходимых мер борьбы. Все многообразие популяционной динамики можно свести к трем основным типам – устойчивому, сезонному и многолетнему.

Устойчивый тип динамики численности характерен для видов с более или менее постоянной численностью в течение всего вегетационного периода. Количество особей в популяциях у таких видов мало изменяется в течение сезона вследствие наличия у них соответствующих приспособлений, обеспечивающих им высокую выживаемость на протяжении всего года. Высокая выживаемость сопряжена у видов этого типа с низкой плодовитостью; последней достаточно для поддержания более или менее постоянного уровня численности во все сезоны года. К этому типу относятся такие вредные насекомые как хрущи, хлебные жуки, жуки-щелкуны и их личинки – проволочники, жуки-чернотелки и их личинки – ложнопроволочники. Для прогноза вероятной численности этих видов необходимо произвести учет их плотности и распределения на различных полях в осеннее время. Исходя из типа популяционной динамики этих видов, можно с достаточной степенью вероятности сказать, что в будущем году численность и плотность данных вредителей существенно не изменится, если не будут применены меры борьбы.

Сезонный тип динамики численности характерен для видов с резко возрастающей плотностью популяций в течение одного сезона. Другими словами, количество особей у видов этого типа может сильно увеличиться в течение одного вегетационного периода, т.е. с весны до осени, однообразно повторяясь ежегодно. Сюда относятся многие поливольтинные виды и некоторые высоко плодовитые моновольтинные виды: капустная моль, хлопковая совка, различные виды тлей, яблонная плодожорка, яблонная моль, боярышница, златогузка, гессенская и шведская мухи, комнатная муха и др. Эти виды появляются весной в виде того или иного количества перезимовавших особей – в фазе яйца (тли), личинки (яблонная плодожорка, боярышница, златогузка), куколки (капустная моль, хлопковая совка) или имаго (комнатная муха). Большое число поколений или высокая плодовитость обеспечивают этим видам быстрое увеличение численности особей за один вегетационный период. Даже у таких моновольтинных видов как известные вредители плодового сада – боярышница и златогузка – численность особей значительно увеличивается за один сезон. Таким образом, для видов этой группы характерно численное возрастание особей во второй половине сезона или осенью, что и должно служить основой для прогноза и планирования мер борьбы. Для большинства видов этого типа целесообразно проведение осеннего учета их численности.

Многолетний тип популяционной динамики отличается наибольшей сложностью и разнообразием проявлений. Изменение численности особей, плотности в популяциях и заселенности стаций охватывает период в несколько лет и сопровождается прохождением серии фаз популяционной динамики. Обычно различают 4 – 5 таких фаз, название которых и вкладываемое содержание не всегда совпадают у различных авторов. В предлагаемой ниже схеме эти фазы сведены к следующим:

1. Фаза минимума, или депрессии, – численность насекомого минимальная, причиняемый им вред незаметен;

2. Фаза подъема, или нарастания, называемая иногда также продромальной, – численность насекомого и плотность его в популяциях под влиянием благоприятных условий увеличивается, он расселяется на новые местообитания, но вред проявляется еще незначительно или
не в полной мере;

3. Фаза максимума, или массовой вспышки, называемая иногда также эруптивной, – насекомое достигает наибольшей плотности в популяциях и в заселяемых стациях, находится в состоянии экологического и физиологического оптимума и причиняет особо значительный вред;

4. Фаза спада, или кризиса, – численность начинает снижаться под влиянием неблагоприятных условий, в первую очередь биотических факторов (естественные враги, недостаток пищи), плотность в популяциях и число заселенных стаций уменьшается, вредоносность резко
падает.

Общая продолжительность всего полного цикла фаз популяционной динамики при многолетнем типе достигает у моновольтинных видов минимум 4 лет, а у многих видов 6 – 10 и более лет; у би- и тривольтинных видов весь цикл может охватить 2 – 3 года. Виды с многолетним типом динамики численности наиболее многообразны и могут быть подразделены на ряд подтипов, подробное рассмотрение которых здесь не дается. Примерами могут служить саранчовые, вредная черепашка, свекловичный долгоносик, хлебная жужелица, озимая совка, колорадский жук и многие другие известные виды вредителей. Так, для саранчовых характерно то, что их очаги, т. е. местообитания, где они накапливаются в большой численности, располагаются за пределами агробиоценозов – на целинных землях, залежах, пастбищах и пр. Плодовитость сравнительно невелика, в умеренных странах развивается одно поколение. Массовая вспышка при особо благоприятных погодных и других условиях может произойти в некоторых случаях после двух оптимальных лет, но нередко один период популяционной динамики растягивается на 10 и более лет. В фазу подъема и максимума происходит резкое увеличение заселенной площади, особенно у стадных видов. Прогноз вероятной численности этих вредителей на будущий год строится на осенне-весеннем учете территорий, зараженных кубышками, на анализе предшествовавших климатических и других факторов, а у стадных видов – также на определении стадного состояния популяций, т.е. соотношений стадной, промежуточной и одиночной форм.

Вредная черепашка, свекловичный долгоносик и хлебная жужелица так же, как и саранчовые, имеют одну генерацию в году, но в отличие от них тесно связаны с обрабатываемыми землями, т.е. агробиоценозами, где имеют устойчивую кормовую базу. Вследствие этого численность этих видов на посевах всегда более или менее высокая, погодные и другие условия не могут быстро и значительно снизить плотность популяций. Для прогноза вероятной численности видов этой группы в будущем году необходим учет их распределения и численности по полям, анализ экологических условий развития до зимовки, а также учет физиологического состояния самого вредителя.

Источник