Жизнедеятельность животных средних широт востока Русской равнины в условиях погодно-климатических аномалий

Автор: Соловьев А.Н., Шихова Т.Г., Бусыгин Е.И.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Проблемы, обзоры

Статья в выпуске: 2 т.50, 2015 года.

Бесплатный доступ

С устойчивым изменением климата возрастают риски развития погодных аномалий - участились засухи, лесные пожары, сильные морозы, что влияет на обилие и разнообразие животных, включая охотничье-промысловые виды и вредителей сельскохозяйственных культур. Отклонение сроков наступления фаз онтогенеза от средних многолетних служит чувствительным индикатором состояния и функционирования экосистем. С целью выявления особенностей отклика биоты на экстремальные погодные условия исследовали реакции животных востока Русской равнины (Кировская обл.) на погодные аномалии холодной зимы (2009-2010 годы) и жаркого лета (2010 год) по данным фенологического (1890-2013 годы) и фитосанитарного (2000-2013 годы) мониторинга 52 видов Clitellata, Bivalvia, Gastropoda, Arachnida, Insecta, Actinopterygii, Aves, Mammalia. Наблюдения проводились на территории вятско-верхнекамского участка лесного Поволжья в пределах бореального экотона с характерным для него увеличенным градиентом изменения гидротермических параметров. Фенологический мониторинг осуществлялся по общепринятой методике с привлечением постоянной сети добровольных фенокорреспондентов. Анализировали даты наступления сезонных фаз развития: окончание зимней диапаузы, начало яйцекладки, выплод личинок, появление имаго у насекомых; весенний прилет, начало гнездового цикла, осенний отлет птиц и др. Сбор дополнительной информации по состоянию биологических объектов в 2010 году проводился методом анкетирования постоянных фенологов-наблюдателей в 23 географических пунктах Кировской области. Влияние агроклиматических условий на развитие сельскохозяйственных вредителей исследовали в агроценозах на постоянных контрольных участках стационара Куменского районного отдела Федеральной фитосанитарной службы при ежепентадном обследовании в течение вегетационного периода. Продолжительные морозы ниже -35 °С оказались пессимальными и сублетальными для разных стадий онтогенеза у многих насекомых: Leptinotarsa decemlineata, Aelia acuminata, Agrotis segetum, Oscinnella frit и др. Экстремальная летняя жара (выше +30 °С) и засуха были пессимальными для Phyllotreta vittula, Leptinotarsa decemlineata и сублетальными для яиц и личинок Oscinnella frit, Aelia acuminata, Elateridae, но способствовали раннему выходу имаго Apion apricans. Превышение среднемесячной температуры воздуха на 1 °С вызывало опережение средних сроков по регистрируемым показателям. Так, в апреле у беспозвоночных микротермической группы начало фенофаз онтогенеза наступало на 1,9 сут раньше, прилет птиц из числа ближних мигрантов наблюдался на 1,0 сут раньше средних дат. В мае сроки развития беспозвоночных мезотермической группы сдвигались на 1,3 сут в сторону ускорения, прилет птиц из группы дальних мигрантов отмечали на 1,4 сут раньше средних дат. Превышение суммы эффективных температур на 100 °С вызывало опережение средних сроков фенофаз: в мае для появления имаго ( Oscinnella frit, Leptinotarsa decemlineata, Pieris brassicae ) оно составило 2,9-3,8 сут, в июне для выплода личинок - 2,7-4,8 сут, в июле для вылета летнего поколения имаго этих видов - 1,6-1,7 сут. Снижение негативного воздействия сельскохозяйственных вредителей на зерновые культуры в аномальные сезоны возможно при проведении сева яровых в ранние и сжатые сроки, сева озимой ржи - в оптимально поздние сроки. В условиях средних широт европейского Востока морозы до -40 °С зимой и продолжительная жара до +40 °С с засухой летом находятся в пределах адаптационных возможностей региональной биоты. Их влияние не вызывает необратимых последствий для живой природы, в частности животных, включая сельскохозяйственных вредителей.

Еще

Животные, фенологические явления, климатические аномалии, русская равнина

Короткий адрес: https://sciup.org/142133575

IDR: 142133575   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2015.2.137rus

Список литературы Жизнедеятельность животных средних широт востока Русской равнины в условиях погодно-климатических аномалий

  • Schwartz M.D., Reiter B.E. Changes in North American spring. International Journal of Climatology, 2000, 20(8): 929-32 (doi: 10.1002/1097-0088(20000630)20:83.0.CO;2-5).
  • Кондратьев К.Я., Демирчян К.С. Климат Земли и «Протокол Киото». Вестник РАН, 2001, 71(11): 1002-1009.
  • Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Колебания и изменения климата на территории России. Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 2003, 39(2): 1-20.
  • Houghton J. Global warming. The complete briefing. Cambridge, GB, 2009.
  • Schonwiese C.-D., Janoschitz R. Klima-Trendatlas Europa 1901-2000. Berichte Inst. Atmosphäre Umwelt, Univ. Frankfurt/M., Germany, 2008.
  • Коломыц Э.Г. Прогноз влияния глобальных изменений климата на зональные экосистемы Волжского бассейна. Экология, 2006, 6: 429-440.
  • Hickling R., Roy D.B., Hill J.K., Fox R., Thomas C.D. The distributions of a wide range of taxonomic groups are expanding polewards. Global Change Biology, 2006, 12: 450-455 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-2486.2006.01116.x
  • Rahmstorf S., Schellnhuber H.J. Der Klimawandel. Diagnose, Prognose, Therapie. Germany, Munchen, 2007.
  • Кислов А.В., Гребенец В.И., Евстигнеев В.М., Конищев В.Н., Сидорова М.В., Суркова Г.В., Тумель Н.В. Последствия возможного потепления климата в XXI веке на севере Евразии. Вестник Московского университета. Серия 5: География, 2011, 3: 3-8.
  • Эколого-географические последствия глобального потепления климата XXI века на восточно-европейской равнине и в Западной Сибири: Монография/Под ред. Н.С. Касимова, А.В. Кислова. М., 2011.
  • Касимов Н.С., Кислов А.В., Бабурин В.Л. Регионы России: локальные последствия глобального потепления. Экология и жизнь, 2012, 8: 72-77.
  • Menzel A. Trends in phenological phases in Europe between 1951 and 1996. International Journal of Biometeorology, 2000, 44(2): 76-81 ( ) DOI: 10.1007/s004840000054
  • Минин А.А. Фенология Русской равнины: материалы и обобщения. М., 2000.
  • Кожаринов А.В., Минин А.А. Современные тенденции в состоянии природы Русской равнины. В сб.: Влияние изменения климата на экосистемы. М., 2001: 17-23.
  • Peñuelas J., Filella I. Phenology -responses to a warming world. Science, 2001, 294: 793-795 ( ) DOI: 10.1126/science.1066860
  • Chmielewski F.-М., Rotzer T. Response of tree phenologу to climate change across Europe. Agricultural and Forest Meteorology, 2001, 108: 101-112.
  • Delbart N., Picard G., Toan T.L., Kergoats L., Quengan S., Woodwand I., Dye D., Fedotova V. Spring phenology in Boreal Eurasia over a nearly century time scale. Global Change Biology, 2008, 14(3): 603-614 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-2486.2007.01505.x
  • Thuiller W., Lavergne S., Roquet C., Boulangeat I., Lafourcade B., Araujo M.B. Consequences of climate change on the tree of life in Europe. Nature, 2011, 470(7335): 531-534 ( ) DOI: 10.1038/nature09705
  • Инсаров Г.Э., Борисова О.К., Корзухин М.Д., Кудеяров В.Н., Минин А.А., Ольчев А.В., Семенов С.М., Сирин А.А., Харук В.И. Природные экосистемы суши. В сб.: Методы оценки последствий изменения климата для физических и биологических систем. М., 2012: 190-265.
  • Phenology and сlimate сhange/Xiaoyang Zhang (ed.). Croatia, 2012 (doi: 10.5772/2146).
  • Phenology: an integrative environmental science/M.D. Schwartz (еd.). Springer, Netherlands, 2013 ( ) DOI: 10.1007/978-94-007-6925-0
  • Parmesan C. Ecological and evolutionary responses to recent climate change. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics, 2006, 37: 637-669 (doi: 10.1146/annurev.ecolsys.37.091305.110100).
  • Мусолин Д.Л., Саулич А.Х. Реакции насекомых на современное изменение климата: от физиологии и поведения до смещения ареалов. Энтомологическое обозрение, 2012, 91(1): 3-35.
  • Visser M.E., te Marvelde L., Lof M.E. Adaptive phenological mismatches of birds and their food in a warming world. Journal of Ornithology, 2012, 153(1): 75-84 ( ) DOI: 10.1007/s10336-011-0770-6
  • Cahill A.E., Aiello-Lammens M.E., Caitlin F.M., Hua X., Karanewsky C.J., Ryu H.Y., Sbeglia G.C., Spagnolo F., Waldron J.B., Wiens J.J. Causes of warm-edge range limits: systematic review, proximate factors and implications for climate change. J. Biogeography, 2014, 41(3): 429-442 ( ) DOI: 10.1111/jbi.12231
  • Ahas R. Long-term phyto-, ornitho-and ichtyophenological time-series analysis in Estonia. International Journal of Biometeorology, 1999, 42(3): 119-123.
  • Lenoir J., Gégout J.C., Marquet P.A., De Ruffray P., Brisse H. A significant upward shift in plant species optimum elevation during the 20th century. Science, 2008, 320(5884): 1768-1771 ( ) DOI: 10.1126/science.1156831
  • Cotton P.A. Avian migration phenology and global climate change. PNAS USA, 2003, 100(21): 12219-12222 ( ) DOI: 10.1073/pnas.1930548100
  • Van Buskirk J., Mulvihill R.S., Leberman R.C. Variable shifts in spring and autumn migration phenology in North American songbirds associated with climate change. Global Change Biology, 2009, 15: 760-771 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-2486.2008.01751.x
  • Соловьев А.Н., Шихова Т.Г. Региональный отклик биоты на изменения климата в ХХ столетии. Мат. Межд. конф. «Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения». Архангельск, 2002: 382-387.
  • Estrella N., Sparks T.H., Menzel A. Trends and temperature response in the phenology of crops in Germany. Global Change Biology, 2007, 13: 1737-1747 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-2486.2007.01374.x
  • Stefanescu C., Peñuelas J., Filella I. Effects of climatic change on the phenology of butterflies in the northwest Mediterranean Basin. Global Change Biology, 2003, 9: 1494-1506 ( ) DOI: 10.1046/j.1365-2486.2003.00682.x
  • Root T.L., Price J.T., Hall K.R., Schneider S.H., Rosenzweig C., Pounds J.A. Fingerprints of global warming on wild animals and plants. Nature, 2003, 421: 57-60 ( ) DOI: 10.1038/nature01333
  • Parmesan С. Influences of species, latitudes and methodologies on estimates of phenological response to global warming. Global Change Biology, 2007, 13: 1860-1872 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-2486.2007.01404.x
  • Мохов И.И. Особенности формирования летней жары 2010 г. на европейской территории России в контексте общих изменений климата и его аномалий. Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 2011, 47(6): 709-716.
  • Blunden J., Arndt D.S., Baringer M.O. State of the сlimate in 2010. Bulletin of the American Meteorological Society, 2011, 92(6): S1-S266.
  • Семенов В.А. Глобальное потепление и аномальная погода начала XXI века. Природа, 2013, 10: 31-41.
  • Попова В.В. Летнее потепление на европейской территории России и экстремальная жара 2010 года как проявление тенденций крупномасштабной атмосферной циркуляции в конце ХХ в.-начале ХХI в. Метеорология и гидрология, 2014, 3: 37-49 ( ) DOI: 10.3103/S1068373914030042
  • Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2010 год. М., 2011.
  • Влияние экстремальных условий зимы 1978/79 г. на сезонное развитие природы Нечерноземья в 1979 году. М., 1981.
  • Влияние необычных погодных условий на сезонное развитие природы в 1983 году. М., 1985.
  • Hansen J., Sato M., Ruedy R. Perception of climate change. PNAS USA, 2012, 109(37): 2415-2423 ( ) DOI: 10.1073/pnas.1205276109
  • Переведенцев Ю.П., Важнова Н.А., Наумов Э.П., Шанталинский К.М., Шарипова Р.Б. Современные тенденции изменения климата в Приволжском федеральном округе. Георесурсы, 2012, 6(48): 19-24.
  • Соловьев А.Н., Шихова Т.Г. Влияние погодно-климатических аномалий 2010 года на состояние растений средних широт востока Русской равнины. Вестник Удмуртского университета, 2011, 4: 8-19.
  • Федотов В.И., Акимов Л.М., Куролап С.А., Матвеев С.М., Давыдова Н.С., Дмитриева В.А. Жара 2010 года в Центральном Черноземье: последствия, причины, прогнозы. Воронеж, 2012.
  • Иванов В.П., Марченко С.И., Глазун И.Н., Нартов Д.И., Соболева Л.М. Изменения в биогеоценозах центральной части Брянской области после летней жары 2010 года. Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование, 2013, 1(17): 25-35.
  • Мегалинская И.З., Тертица Т.К. Влияние погодных условий 2010 года на плодоношение дикорастущих ягодников Печоро-Илычского заповедника. Тр. Мордовского государственного природного заповедника им. П.Г. Смидовича, 2011, 9: 99-105.
  • Эчеди Й.Й. Влияние погодных аномалий вегетационного периода 2010 года на состояние и продуктивность плодовых и ягодных культур в Московском регионе. Плодоводство и ягодоводство России, 2011, 2(28): 329-340.
  • Ожерельева З.Е., Богомолова Н.И. Влияние недостатка воды и избытка тепла на растения малины. Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений, 2013. 16(16): 123-126.
  • Карлова Н. Урожай 2010 года: проблемы зернового рынка. Экономико-политическая ситуация в России, 2010, 10: 54-58.
  • Грязнева Т.Н., Родионова В.Б. Последствия аномальной жары 2010 года для животных Москвы и Московской области. Жизнь без опасностей. Здоровье. Профилактика. Долголетие, 2010, 5(4): 30-32.
  • Бабич Н.В., Яковлев А.А. Мышевидные грызуны: осенний подъем численности после летней жары. Что нас ждет зимой? Защита и карантин растений, 2011, 1: 43-44.
  • Кудинов К.А. Засуха в Жигулях: краткий обзор результатов экологического мониторинга за 2010 год. Вестник Волжского университета им. В.Н. Татищева, 2011, 12: 51-57.
  • Захаров А.А., Захаров Р.А. Муравьи в условиях экстремально жаркого лета. Зоологический журнал, 2014, 1(93): 92-107 ( ) DOI: 10.7868/S0044513414010218
  • Соловьев А.Н. Биота и климат в XX столетии. М., 2005.
  • Logan J.A., Régnière J., Powell J.A. Assessing the impacts of global warming on forest pest dynamics. Frontiers in Ecology and the Environment, 2003, 1(3): 130-137 (doi: 10.1890/1540-9295(2003)0012.0.CO;2).
  • Altermatt F. Climatic warming increases voltinism in European butterflies and moths. Proceedings of the Royal Society of London. Series B, 2010, 277: 1281-1287 ( ) DOI: 10.1098/rspb.2009.1910
  • Martín-Vertedor D., Ferrero-García J.J., Torres-Vila L.M. Global warming affects phenology and voltinism of Lobesia botrana in Spain. Agricultural and Forest Entomology, 2010, 12(2): 169-176 ( 2009.00465.x) DOI: 10.1111/j.1461-9563
  • Соловьев А.Н. Сезонные наблюдения в природе. Методика и программа фенологического мониторинга. Киров, 2005.
  • Березкин А.Т., Бандулевич Н.И., Лукьянова Л.Г., Мацкевич М.Н., Шабурова Т.Н., Киреев В.К., Шумских С.И., Гузнова Н.П. Краткая методика обследования угодий на выявление вредителей и болезней сельскохозяйственных культур. Горький, 1985.
  • Коломыц Э.Г. Бореальный экотон и географическая зональность: атлас-моно-графия. М., 2005.
  • Френкель М.О., Переведенцев Ю.П., Соколов В.В. Климатический мониторинг Кировской области. Казань, 2012.
  • О состоянии окружающей среды Кировской области в 2010 году (Региональный доклад). Киров, 2011.
  • Бей-Биенко Г.Я. Общая энтомология. М., 1980.
  • Жирмунская Н.М. Огород без химии. СПб, 2004.
  • Гусев Г.В., Яковлев Б.В. Влияние климатических условий на развитие колорадского жука. Сборник работ по вопросам карантина растений. М., вып. 12, 1962: 90-97.
  • Таран Н.А., Бойко Л.А., Гулидова Л.А. Колорадский жук и борьба с ним. Воронеж, 1981.
  • Ушатинская Р.С. Колорадский картофельный жук. Филогения, морфология, экология, физиология, адаптация, естественные враги. М., 1981.
  • Дольник В.Р. Миграционное состояние птиц. М., 1975.
  • Михеев А.В. Перелеты птиц. М., 1971.
  • Шубин С.Е. Современное состояние и численность речного бобра и ондатры на территории заповедника «Нургуш» и его охранной зоны. Тр. Государственного природного заповедника «Нургуш» (Киров), 2011, 1: 196-202.
Еще
Статья научная