Оценка состояния дендрофильной энтомофауны урбанизированных территорий (на примере г. Волгограда)

DOI:

Цитирование. Мин Тьи Нгуен, Иванцова Е. А. Оценка состояния дендрофильной энтомофауны урбанизированных территорий (на примере г. Волгограда) // Природные системы и ресурсы. – 2024. – Т. 14, № 1. – С. 5–17. – DOI:

Изучению энтомофауны озелененных территорий различных городов РФ посвящено значительное количество работ [1–4; 8; 9; 11–13; 22; 24–26; 28; 29; 33–37; 40; 43–47]. Исследований, посвященных изучению ден-дрофильных насекомых и оценке состояния древесных насаждений Волгограда крайне недостаточно, имеющиеся данные в работах М.Н. Белицкой и др. [5–7], П.М. Богодухова [10], А.П. Глинушкина, И.Ю. Подковырова [14], И.Р. Грибуст, А.В. Семенютиной [16], Ю.С. Ельниковой [18], Р.В. Овсянкина и др. [30–32], Г.А. Серого [38; 39], А.А. Тихоновой, Е.А. Иванцовой [41], Т.Г. Токаревой [42], E.A. Ivantsova [49], и др. [15; 20; 21; 37; 50] носят фрагментарный характер, посвящены отдельным группам членистоногих или отдельным урбанизированным экосистемам, что и обусловило необходимость проведения наших исследований.

Исследовательские работы выполнялись в период с 2019 по 2022 гг. в зеленых насаждениях разных типов и категорий урбанизированной территории Волгограда. Ассортимент древесной растительности включает: Populus alba (тополь белый), Populus nigra (тополь черный), Populus pyramidalis (тополь пирамидальный), Ulmus pumila (вяз приземистый), Ulmus laevis (вяз гладкий) и Ulmus glabra (вяз шершавый), Pinus sylvestris (сосна обыкновенная), Betula pendula (береза повислая), Robinia pseudoacacia (робиния лжеакация), Larix sibirica (лиственница сибирская), Picea sp. (различные виды ели). Реже в посадках встречаются Fraximus excelsior (ясень обыкновенный), Tilia cordata (липа мелколистная), Acer platanoides (клен остролистный), Acer tataricum (клен татарский), Acer campestre (клен полевой) и Acer negundo (клен ясенелистный), а также Catalpa speciosa (каталь- па прекрасная). Из кустарников обычны: Lonicera tatarica (жимолость татарская), Berberis vulgaris (барбарис обыкновенный), Cotinus coggygria (скумпия кожевенная), Prunus virginiana (черемуха виргинская), Rosa sp. (виды шиповника), Crataegus sp. (виды боярышника), Amelanchier sp. (виды ирги), Syringa sp. (виды сирени). Преобладающее число древесных растений в посадках находится в возрасте 40–60 и более лет [19].

Ведущее значение в формировании основных городских ландшафтных элементов имеют следующие породы:

– Вяз (Ulmus) – массовое растение, в разных насаждениях на долю ильмовых приходится более 70 %. Широкое использование данной древесной породы в озеленении территории города Волгограда (прош. Царицын, Сталинград) началось еще в 30-е гг. прошлого столетия [5; 7];

– Робиния (Robinia), Тополь (Populus) стали использовать для озеленения территорий в 50-х гг. прошлого века. При этом различные виды тополей высаживают обычно в городских насаждениях различных категорий. Акации же отдают предпочтение при обустройстве скверов, бульваров, внутриквартальных участков и при создании уличных насаждений [41; 42];

– Сосна как древесный вид в озеленительных целях стала применяться при создании разного рода декоративных зеленых объектов с 70–80-х гг. прошлого века. При этом в посадках присутствуют обычно единичные экземпляры или группы деревьев этой хвойной породы по 3–7 штук в композиции. В то же время в границах города и по его периметру встречаются массивные насаждения по 5–7 га (микрорайон Горная Поляна, древостои близ мемориального комплекса Лысая Гора, на склонах Ергенинской возвышенности и др.).

В настоящее время, как указывают многие исследователи, более 60 % деревьев в посадках города Волгограда ослаблены в той или иной степени, что подтверждают, в том числе и наши данные по результатам оценки санитарного состояния основных древесных пород (см. таблицу).

При проведении энтомологических исследований сбор и учет вредителей листвы и хвои осуществлялся в процессе проведения постоянных и рекогносцировочных обследований посадок. Расположение постоянных пробных площадок в насаждениях г. Волгограда представлено на рисунке.

Постоянные наблюдения выполнялись на пробных площадках в насаждениях мемо-

Санитарное состояние древесных растений в насаждениях г. Волгограда

Насаждение	Древесная порода	Категория состояния, %
		I	II	III	IV
Рекреационноозеленительные	Вяз	–	30,36	56,38	13,26
	Тополь	12,04	38,52	41,01	8,43
	Робиния	9,98	56,05	23,97	–
	Сосна	4,24	82,69	13,07	–
Пригородные	Вяз	–	24,85	69,17	14,98
	Тополь	–	40,24	45,21	14,55
	Робиния	–	73,49	20,51	–
	Сосна	–	4,73	85,09	10,18

Примечание . Категории состояния: I – без признаков ослабления: деревья с густой и зеленой кроной, нормальным для данной породы приростом; II – ослабленные: деревья с листвой светлее обычного, часто с изреженной или слабоажурной кроной, их прирост уменьшен не более, чем наполовину, по сравнению с нормальным, доля усохших ветвей менее 25 %; III – сильно ослабленные, деревья со светло-зеленой, слабожелтоватой или сероватой матовой листвой мельче или светлее обычного, их кроны ажурны, прирост уменьшен более чем наполовину по сравнению с нормальным, доля усохших ветвей от 25 до 50 %; IV – усыхающие: деревья со светло-зеленой, желтоватой или сероватой матовой листвой мельче или светлей обычного, крона изрежена, прирост уменьшен более, чем наполовину по сравнению с нормальным, доля усохших ветвей 50–75 %. Наблюдаются признаки повреждения ствола, корневых лап, ветвей, кроны и поселение стволовых вредителей на стволе и ветвях, возможно сокотечение и развитие водяных побегов на стволе и ветвях.

риального комплекса Мамаев курган, парка им. Ю.А. Гагарина, скверов на набережной им. 62-й Армии, им. В.И. Глазкова близ главного корпуса Волгоградского государственного университета, посадках по улице 64-й Армии.

На каждом объекте были заложены по три модельных площадки, на которых обследовались по 5–7 основных древесных растений (тополя белый , черный и пирамидальный, вязы приземистый, гладкий и шершавый, сосна обыкновенная и робиния лжеакация) .

Оценка состояния деревьев на пробных площадках проводилась с использованием общепринятых методов и в соответствии с действующими руководствами по лесопатологическому обследованию насаждений [27]. При учете вредителей оценивали фитоса-нитарное состояние деревьев по комплексу признаков:

• –    без признаков ослабления ;

• –    ослабленные : деревья часто с изре-женной или слабоажурной кроной, их прирост уменьшен не более, чем наполовину, по сравнению с нормальным, доля усохших ветвей < 25 %;

• –    сильно ослабленные : кроны ажурны, прирост уменьшен более чем наполовину по сравнению с нормальным, доля усохших ветвей 25–50 %;

  – усыхающие : крона изрежена, имеются признаки повреждения вредителями, возможно сокотечение и развитие водяных побегов на стволе и ветвях, прирост уменьшен более, чем наполовину по сравнению с нормальным, доля усохших ветвей составляет от 50 до 75 %.

На деревьях в нижней части кроны длиной 1,0 м подсчитывали количество вредителей разных видов, наносимые ими повреждения листьев, собирали поврежденные листья с минами и галлами и пр. Дополнительно проводился ручной сбор имаго вредителей и кошение энтомологическим сачком в кронах деревьев.

Учеты видового обилия дендрофильной энтомофауны проводили дважды за сезон: ранневесенний комплекс насекомых изучали с конца апреля до конца мая, летне-осенний комплекс филлофагов – с начала августа до середины сентября.

Расположение постоянных пробных площадок в насаждениях г. Волгограда

Сбор и учет численности насекомых осуществляли в течение всего вегетационного периода со II декады мая и до октября. На-каждой пробной площади выделяли 5–7 модельных дерева каждой из пород. На каждом дереве отбирали по 3 модельных ветви 1 м длиной из нижней части кроны [23]. На них подсчитывали число вредителей, общее количество листьев, в том числе поврежденных филлофагами. В случае учета численности инвазивных вредителей с деревьев собирали по 100 листьев; подсчитывали количество заселенных вредителями листьев; число листьев с разными галлами и минами на одном листе.

Проводили ручной сбор и энтомологическое кошение дополняемое осмотром листвы и анализом повреждений, вызванных филло-фагами. Это важно для выявления редких и открытоживущих вредителей листвы, повреждения которых зачастую более заметны, нежели они сами [17; 27]. При сравнительной оценке количественного обилия отдельных видов филлофагов использовали относительные показатели численности: количество особей на 100 шт. листьев, 100 взмахов сачка.

По итогам обследований оценивалась частота встречаемости вредных членистоногих (в баллах) по методике А.В. Селиховкина (2009). При этом отмечалась экстенсивность повреждений – доля деревьев, имеющих повреждения конкретными видами вредителей и интенсивность повреждений – доля имеющихся повреждений листьев / хвои в кронах деревьев.

Анализ полученного материала проводился с использованием следующих методов и подходов: анализ структурных показателей доминантных групп энтомофауны – видового состава, экологической структуры; анализ ранговых распределений по классам обилия. Применение такого метода дает более законченную характеристику структуры сообщества [13; 28]. Анализ основан на том, что в нормальном (ненарушенном, фоновом и т. п.) состоянии сообщества параметры рангового распределения филлофагов специфичны для конкретной экосистемы, а также сложившегося комплекса условий, к которым адаптировано сообщество. Отклонение от этого состояния может служить мерой изменения состояния сообщества.

Оценка состояния энтомофауны предусматривала установление следующих показателей: таксономический состав и плотность; виды, составляющие основу населения; малочисленные насекомые; связь между древесной породой и разными трофическими группами членистоногих; выделение в составе сообществ видов, отличающихся по хозяйственному значению: вид, встречающийся единично, но наращивающий численность, сильного воздействия не оказывает; опасный вид, дающий вспышки массового размножения и сильное ослабление древесных насаждений; вид представляет серьезную опасность, но вспышек массового размножения не наблюдалось в течение нескольких лет; вид, вспышки размножения которого вероятны, но повреждения не оказывают решающего воздействия на дерево; вид, вспышки размножения которого не отмечались, но возможны; значительное воздействие на состояние дерева маловероятно.

Энтомологическое кошение дополнялось осмотром листвы и изучением повреждений, вызванных филлофагами. Особенно важно это для выявления инвазивных видов вредителей, а также открытоживущих филлофагов, повреждения которых зачастую более заметны, нежели они сами. Возможность идентифицировать их до вида дает ценную информацию по пространственной и временной изменчивости плотности популяции.

При сравнительной оценке количественного обилия разных видов насекомых использовались такие относительные показатели численности, как количество особей/100 шт. листьев, количество особей/100 взмахов сачка. Это дает адекватное представление об изменчивости обилия видов.

Определение видового состава насекомых проводили путем определения по имаго, личинкам, а также по видоспецефичным повреждениям ассимиляционного аппарата древесных растений с использованием определителей и атласов насекомых, определителей повреждений деревьев и кустарников [17; 27; 48].

По характеру повреждений листовой пластинки выделялись следующие группы: объедание листьев, скелетирование листьев, минирование листьев, галлообразование, скручи- вание листьев, «зигзагообразные» погрызы листовой пластинки.

Поврежденность ассимиляционного аппарата (процент поврежденных листьев от общего числа) – показатель, характеризующий особенности в заселении филлофагами отдельных древесных пород в разных насаждениях. Обычная проба состояла из 20–30 веток длиной каждая 1 м (общий объем составляет около 1500 листьев).

Влияние экологических факторов на разнообразие сообществ филлофагов оценивали путем проведения кластерного анализа и установления экологических индексов, использующихся при оценке сходства и различия населения членистоногих, их разнообразия и выравненности (индекс видового богатства Маргалефа, индекс общего разнообразия Шеннона с учетом выравненности проб, индекс выравненности Пиелу, индекс Бергера-Паркера) [19].

Уровень доминирования видов членистоногих или их семейств в сообществах оценивали с использованием следующих показателей: ≤ 5% – резиденты , 5,1–10 % – субдоминанты , 10,1–24 % – доминанты , > 25 % – супердоминанты .

Достоверность анализа обосновывалась корреляционными критериями [19].

Анализ структуры и динамики локальных сообществ филлофагов древесных пород в насаждениях проводился по выделяющимися представленностью таксонами отдельных отрядов с преобладающими семействами и выделяющимися основными характеристиками видами (встречаемость, численность).

За годы исследования было обследовано 23 пробные площадки в зеленых городских насаждениях. Было отловлено свыше 6000 экземпляров членистоногих и обследовано свыше 5000 деревьев.

Корреляционная зависимость обилия дендрофильных насекомых со степенью рекреационного пресса и уровнем загрязнения атмосферного воздуха анализировалась с использованием данных, предоставляемых Комитетом природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии Волгоградской области в открытом доступе.

В результате проведенных исследований установлено, что таксономический состав филлофагов основных древесных пород в насаждениях Волгограда включает 6 видов клещей и 102 вида насекомых из 83 родов, 29 семейств и 6 отрядов. Основу видового богатства филлофагов составляет отряд Lepidoptera (38,9 % от общего видового состава). В комплексе филлофагов выявлено 7 видов инвазивных вредных насекомых.

Сообщества филлофагов отличаются по видовому обилию. В их составе преобладают грызущие насекомые, ведущие открытый образ жизни (20,0–100,0 %; ильмовый листоед Xanthogaleruca luteola (Muller, 1776), бу-рополосая пяденица Lycia hirtaria (Clerck, 1760), ильмовый ногохвост Dicranura ulmi (Denis & Schiffermüller, 1775), рыжий сосновый пилильщик Neodiprion sertifer (Geoffroy, 1785) и др.)). Долевое участие скрытоживу-щих вредителей ниже: минирующих 12,5– 30,0 % и галлообразующих 5,0–27,7 %. Еще более обеднен состав сосущих насекомых (12,5–17,2 %). Исключение составляет сообщество филлофагов робинии, где этот показатель варьирует на уровне 45,0 %.

К числу хозяйственно опасных филлофа-гов относятся 19 видов вредных насекомых и 9 видов менее значимых. Для них характерны периодические изменения плотности популяций членистоногих, что приводит к трансформации состава доминирующих видов вредителей.

Повышение антропогенного воздействия способствует повышению численности вредных насекомых, в том числе инвазивных видов вредителей: ильмовый листоед Xanthogaleruca luteola (Muller, 1776), Orchestes steppensis (Korotyaev, 2016), белоакациевый пилильщик Nematus tibialis (Newman, 1837), белоакациевая моль-пестрянка Parectopa robiniella (Clemens, 1863), белоакациевая минирующая односторонняя Phyllonorycter robiniella (Clemens, 1859) и белоакациевая листовая галлица Obolodiplosis robiniae (Haldeman, 1847).

На формирование сообщества членистоногих вредителей в насаждениях разных экологических категорий влияют породный состав, загрязнение атмосферного воздуха и степень рекреационной нагрузки.

Выделены виды филлофагов, ответные реакции которых на действие негативных фак- торов среды могут быть использованы для мониторинга состояния городских насаждений: акациевая тля Aphis fabae, вязово-осоковая Colopha compressa и вязово-смородинная Eriosoma ulmi тли, ильмовый ногохвост Dicranura ulmi, вязовый минирующий пилильщики Fenusa ulmi, непарный шелкопряд Lymantria dispar, рыжий сосновый пилильщик Neodiprion sertifer, белоакациевый пилильщик Nematus tibialis, спиральная тополевая тля Pemphigus spyrothecae, Pemphigus populi, белоакациевая минирующая односторонняя моль-пестрянка Phyllonorycter robiniella и ильмовый листоед Xanthogaleruca luteola.

Информационный анализ выявил высокий структурный запас филлофагов в насаждениях разных категориях. Повышение уровня загрязнения окружающей среды и рекреационного воздействия разного характера в дальнейшем будет способствовать трансформации сообщества вредителей с активизацией роли отдельных видов филлофагов.