Короед что такое: описание, вред, профилактика появления, способы борьбы, инсектициды.

Содержание

описание, вред, профилактика появления, способы борьбы, инсектициды.

ГлавнаяСтатьи Короеды

Из известных 6000 видов жуков-короедов в России встречается 250, их делят на две группы. Группу собственно короедов (Ipinae) составляют настоящие короеды и лубоеды, во вторую группу входят заболонники (Scolytinae), или древесинники.

Короеды флеофаги, то есть питаются корой, а ксилофаги заболонники повреждают заболонь – молодые слои древесины под корой. Ксилофаги заселяют свои ходы грибами, которые размягчают заболонь, делая её более доступной для личинок и жуков. Грибы вызывает болезни деревьев и технической древесины, например, синие гнили хвойных деревьев. Большинство видов выбирают строго определённый вид кормового растения. Отыскав корм, жуки короеды выделяют в воздух феромоны, которыми привлекают особей своего вида.

Цилиндрическое тело короеда размером 1 — 9 мм окрашено в коричневый, чёрный, или бурый цвет, голова крупная, есть глаза. У настоящих короедов на спине так называемая «тачка» с зубцами по краям, образованная вершинами надкрылий. У лубоедов надкрылья закругленные, у заболонников прямые и скошенное кверху брюшко. Белые личинки серповидно изогнуты, при движении опираются на утолщения, заменяющие ноги.

Жизненный цикл состоит из 4 стадий: яйцо, личинка, куколка, имаго. Массовый лёт весной или летом. Самка или самец прогрызают входной канал под внешний слой коры, там спариваются, самка откладывает яйца. Появившиеся личинки, поедая кору или луб, выгрызают ходы, расширяющиеся по мере их роста; в конце ходов происходит окукливание. По устройству ходов определяют вид настоящих короедов и лубоедов. Заболонники строят лестничные ходы в древесине. Жуки после появления могут оставаться и зимовать внутри дерева, или зимуют под лесной подстилкой.

Цикл развития разных видов от полутора месяцев до двух лет, на длину цикла влияют температура и влажность. Число генераций не постоянно и зависит от погодных условий года. Например, у короеда-типографа потомство развивается обычно за 50-70 дней, а в тёплое сухое лето молодые жуки созревают на 2-3 недели раньше, и успевают произвести второе поколение.

Распространению короедов способствует торговля лесом, перевозки деревянных контейнеров, хорошая адаптация видов к новым условиям. Заражение возрастает в годы с тёплой зимой и жарким засушливым летом, когда жуки массово выходят из зимовки, много кормовых деревьев ослаблено засухой, хорошие условия для выведения потомства.

Короеды являются стволовыми или техническими вредителями. Названия видов короедов, лубоедов, корнежилов, древесинников соответствуют повреждаемым ими растениям. Некоторые, например бурильщики, атакуют многие лиственные породы, включая фруктовые деревья. Наиболее опасны в нашей стране лубоеды рода Dendroctonus и короед-типограф (Ips typographus), вспышки которых губят хвойные деревья лесов и культурных ландшафтов.

Признаки поражения:

•   Смоляные трубки – желтоватая смола на стволе в местах внедрения жуков; в засуху их может не быть.
•   Буровая мука, опилки в щелях коры и под деревом.
•   Желтеющая хвоя или листва.
•   Небольшие круглые отверстия в коре.
•   Галереи из ходов на внутренней стороне повреждённой коры и под ней.

Признаки повреждения на технической древесине и в деревянных постройках: буровая мука, мелкие отверстия, изменение цвета и плотности древесины, галереи, характерное для деятельности короеда шуршание.

Санитарные мероприятия

Обычно жуки-короеды атакуют ослабленные засухой, травмами или болезнями деревья. Только в годы вспышки активности агрессивных видов могут пострадать и здоровые деревья.

Необходимо проводить санитарные рубки, удаляя повреждённые, больные и заселённые короедами деревья, убирать свежие лесоматериалы или проводить их окорку, кору и порубочные остатки вывозить и сжигать. Если повреждены более 30% деревьев на участке леса, проводят сплошную вырубку.

В парках, скверах и на личных участках при длительной засухе деревья следует поливать, при повреждении отдельных веток или части коры эти участки вырезать и сжечь, при сильном повреждении удаляют всё дерево, а к соседним деревьям применяют меры защиты.

Феромоны

Синтетические аналоги феромонов, привлекающих короедов, безопасны для других видов. Для отлова короеда-типографа используют препарат Вертенол, состоящий из трёх компонентов: цис-вербенол с синергистом и растворителем метилбутенол привлекают особей своего вида, терпенол привлекает самок.

Применяют феромоны двумя способами:

1. Барьерная ловушка – воронка с закреплённым над ней крестообразным барьером из двух пластин и стаканом для сбора насекомых. Диспенсер с феромоном, помещённый в неё, действует от 2 до 4 месяцев. Ловушки развешивают на ветках или колышках на высоте около 1,5 метра во время лёта жуков-короедов.
2. Ловчие деревья – ослабленные упавшие деревья, в которых уже живут короеды, для усиления привлекательности обрабатывают феромоном. Через 2-4 недели кору снимают и сжигают, а стволы вывозят. Этот способ применяют на участках леса, где ведутся сплошные рубки, чтобы привлечь и уничтожить вредителей с соседних участков.

Разработаны также отпугивающие антиагрегатные феромоны, но они показали невысокую эффективность.

Инсектициды

Скрытный стволовой образ жизни короедов затрудняет применение инсектицидов. При сильном повреждении химические средства бесполезны, их применяют для защиты здоровых деревьев рядом с заселёнными в самом начале лёта жуков, и до его начала в профилактических целях. Опрыскивают только те виды деревьев, которым угрожает атакующий вид короеда.

Препараты должны иметь маркировку «против короеда», они содержат:

•   пиретроиды – бифентрин, циперметрин, перметрин, лямбда-цигалотрин, трансфлутрин, дельтаметрин – для опрыскивания ствола, их длительное контактно-кишечное действие с «нокдаун эффектом» уничтожает и отпугивает жуков во время лёта;
•   неоникотиноиды – имидаклоприд, контактно-кишечно-системное действие на жуков и личинок используется при инъекциях в ствол, внесении в почву для поступления через корень, при обработке технической древесины;
•   фосфорорганическое соединение диметоат – дополняет пиретроиды системным действием (Клипер + БИ-58 Новый), что позволяет удешевить обработку Клипером (бифентрин), снизив его дозу;
•   авермектины – эмамектина бензоат, абамектин – водорастворимые биопестициды кишечно-контактного действия для стволовых инъекций;
•   неорганические вещества – фосфин (фосфид алюминия, фосфид магния) для фумигации построек, заражённых короедами.

Контактные инсектициды наносят на ствол, а также на корневую шейку и крупные ветки с диаметром 7-8 см и более. Кору смачивают обильно, почти до точки стекания, распыляют средство в заметные отверстия и пустоты. Для обработки верхней части ствола нужен опрыскиватель с высоким давлением. Защитное действие продолжается от 1 до 3 месяцев в зависимости от препарата и погоды.

Системным инсектицидом имидаклоприд обрабатывают почву под деревом, после всасывания через корни он уничтожает любых проникших в ствол короедов; также применяют имидаклоприд для обработки стройматериалов из дерева.

Инъекции

При введении препарата непосредственно под кору действие продолжается 1-2 года, так как он не разлагается под действием света и воздуха, и не смывается дождём. Инъекции делаются по окружности через каждые 15 см как можно ниже на стволе при помощи системы впрыска под давлением или капсулы, из которой инсектицид через просверленное отверстие впитывается тканью дерева.

По сосудам древесины инсектицид перемещается по всему дереву, убивает жуков и личинок на нём, и предотвращает дальнейшее заражение. Способ позволяет спасти отдельные деревья, для массового применения он трудоёмкий и дорогой.

Фумигация – самый эффективный способ спасти деревянные постройки или их части при заселении короедами; выполняют её только сертифицированные специалисты, использующие средства защиты. Высокотоксичный (Первый класс опасности для человека) газ фосфин (фосфористый водород) образуется из фосфида алюминия или магния при реакции с парами воды воздуха. В герметически закрытом помещении тяжелый фосфин заполняет все пустоты, вытесняя воздух.

Фумиганты для уничтожения :

Фосфин, ТАБ (560 г/кг)

Магтоксин, ТАБ (660 г/кг магния фосфида)

В зависимости от площади помещения время фумигации, за которое погибают все жуки и личинки короеда, 7-14 дней при температуре 15 °C, затем специалисты проводят дегазацию проветриванием и утилизацию остатков препарата.

Короеды | справочник Пестициды.ru

Группы короедов

1. Лубоед (Лубоед ясеневый большой Hylesinus crenatus)

2. Заболонник (Заболонник дубовый Scolytus intricatus)

3. Настоящий короед (Гравер обыкновенный Pityogenes chalcographus)^[6]

Особенности систематики

Систематика Короедов неоднократно подвергалась пересмотру. Это можно проследить по работам Нюслина (1911) и Эшериха (1923). Лакордер (1866) выделил короедов в семейство Scolytides, что сохраняется и другими авторами. В 1911–1912 Нюслин на основании тщательного изучения внешних и внутренних признаков строения, сделал попытку построить естественную систему короедов и подразделил семейство на 14 подсемейств. Это деление нашло отражение в последующих работах по короедам. В каталоге Шедля (1932) короеды Палеарктики объединены в три подсемейства: Scolytinae, Ipinae, Scolytoplatypinae^[5].

Систематика семейства Короеды (Scolytidae) в последнее время подвергается пересмотру. Наблюдается тенденция понижения ранга семейства Короеды (Scolytidae) до подсемейства Короеды (Scolytinae) в составе, семейства Долгоносики (Curculionidae)^[6].

Действительно, еще в классической систематике, основанной на работах Шедля отмечалась близость Короедов с Долгоносиками некоторых подсемейств, в частности Cossoninae^[5].

Не оспаривая нововведения, в рамках данного проекта, мы сохраняем объем семейства Scolytidae в старом, классическом понимании, поскольку эта форма наиболее привлекательна для применения в практических целях. В рамках этой системы короеды по внешним признакам и биологии выделяются в отдельное семейство Scolytidae и по внешним признакам делятся на три группы:

лубоеды – задний конец тела выпуклый и закругленный;
заболонники – брюшко косо срезано от задних ног к вершине надкрылий, благодаря чему задний конец тела похож на долото;
настоящие короеды – на заднем конце тела расположена глубокая впадина – «тачка», окруженная зубцами и образующая подобие тачки и корзины, число зубцов и их форма являются характерными признаками видов^[2].

Пример полового диморфизма

1. Самец Гравера четырехзубого (Pityogenes quadridens)

2. Самка Гравера четырехзубого (Pityogenes quadridens)^[7]

Морфология

С терминологией внешней морфологии отдельных стадий развития можно ознакомится в статье «Внешнее строение насекомых».

Имаго. Взрослые короеды – это мелкие жуки. Размеры варьируют от 0,8 до 9,0 мм. Тело короткое, цилиндрическое. Волоски и чешуйки обильно покрывают все тело короедов. Их цвет, расположение, характер – надежные признаки для распознавания видов^[5].

Голова небольшая, часто втянута в переднегрудь, таким образом, что ее не видно сверху^[1]. Положение головы вертикальное или горизонтальное, что имеет значение в диагностике родов^[5].

Лоб плоский, вогнутый или резко выпуклый. Поверхность лба обычно может быть покрыта точками, волосками, продольными или поперечными морщинками, реже гладкая. У ряда видов на лбу присутствует продольный киль или бугорок. Небольшое число видов на передней половине лба имеет ямки различной формы^[5].

Темя обычно гладкое, иногда с круглыми или полукруглыми вдавлениями^[5].

Глаза овальные или круглые, плоские, часто с выемкой, иногда на столько глубокой, что глаз кажется разделенным на две части^[5].

Усики короткие, коленчато-булавовидные. Форма усиков и булавы, число члеников, волосяной покров – важные систематические признаки родов и видов^[5].

Верхняя губа срастается с надротовой частью головы. Характерная особенность ротовых органов короедов (это сближает их с Долгоносиками) отсутствие наружней дольки нижней челюсти и преобладающее развитие внутренней дольки, края которой усажены острыми шипами у видов, живущих под корой или мягкими волосками – у питающихся грибами^[5].

Склериты груди слиты часто настолько плотно, что различить их границы не представляется возможным. Форма, относительная длина, ширина и скульптура переднеспинки – это важные систематические признаки групп и отдельных видов. Наиболее важны зубчики и бугорки, расположенные на переднеспинке^[5].

Форма переднеспинки может быть шаровидной, четырехугольной, овальной, удлиненноовальной с параллельными краями, треугольной, усеченной. Передний край переднеспинки у большинства видов более или менее закруглен, или имеет выемку, или вытянут подобно рогу (самец Короеда монографа (Xyleborus monographus)^[5].

При виде сбоку различают основные типы переднеспинки: равномерно закругленную без выемки сверху; равномерно закругленную с лёгкой выемкой сверху; утолщеную; шаровидную; капюшоновидную. Излом верхнего контура имеет диагностическое значение^[5].

Щиток – короткий, треугольный, у некоторых видов практически незаметен^[5].

Надкрылья с точечными бороздками. Пространство между точечными бороздками называются промежутками или междурядьями. Форма точек в бороздках, их четкость, глубина, расстояние между точками в бороздках, расстояние точечных бороздок друг от друга – диагностические признаки. На междурядьях у некоторых видов имеются точки, которые могут быть значительно меньше или больше точек в бороздках. Помимо этого, присутствуют косые морщинки. Все эти параметры так же служат признаками видов и родов. На надкрылях присутствуют волоски и чешуйки, в разной степени густо покрывающие поверхность. Они плотно прилегают к поверхности надкрылий или торчат в вертикальном или косом направлении. Чешуйки окрашены в желто-бурый или серовато-белый цвет, что приводит к приобретению надкрыльями цветового рисунка разной степени сложности, характерного для определенного вида^[5].

Ноги короедов с разной степенью интенсивности покрыты жесткими волосками. Передние тазики большие, почти круглой формы. Задние – поперечные. Голени немного уплощены, к вершине расширяются, по внешнему (верхнему) краю с зубчиками или бугорками. Лапки без расширенной подошвы, состоят из четырех ясно заметных и одного трудноразличимого (четвертого) члеников. Коготки простые^[5].

Брюшко состоит из восьми сегментов. С брюшной стороны видимы только пять, соответствующих 3-му, 4-му, 5-му, 6-му, 7-му сегментам. Их принято именовать соответственно: 1-м, 2-м, 3-м, 4-м, 5-м стернитами. Форма брюшка и его вооружение служат хорошими видовыми, а иногда и родовыми отличиями. Различают форму: вогнутую, выпуклую, горизонтальную, скошенную, втянутую. Стерниты брюшка могут быть гладкими или с некоторым утолщением заднего края, иногда несут бугорки и зубчики, которые расположены обычно посредине. У представителей рода Scolytus (Морщинистый заболонник (Scolytus rugulosus) есть зубчики по краю брюшных стернитов^[5].

Половой диморфизм ярко выражен у многих видов. Часто разнополые особи резко различаются строением лба, переднеспинки, задней половины надкрылий, вооружением брюшка^[5].

Наиболее сильно половой диморфизм проявляется в роде Xyleborus. Самцы всех представителей родов Ips, Pityogenes, Orthotomicus, Pityokteines на скате надкрылий имеют более развитые бугорки и зубцы, чем самки. Самцов родов Scolytus, Hylesinus, Trypodendron отличает сильно вдавленный, обильно покрытый волосками лоб. Кроме того, самцы рода Scolytusимеют на брюшке ярко выраженные зубцы и бугорки. Самки родаScolytoplatypus – на переднеспинке расположена круглая ямка, которая служит выводным отверстием своеобразной железы^[5].

Яйцо. Размер менее миллиметра. Форма овальная. Оболочка часто полупрозрачная^[1].

Личинка маленькая, безногая, белая или желтовато-белая, серпообразно согнутая в сторону брюшка. На теле большое число мозолевидных подушечек, служащих личинке опорой при передвижении. На поверхности тела присутствуют микроскопически мелкие волоски и шипики, строение и расположение которых зависит от биологии вида. Данный признак позволяет говорить о биологическом родстве видов, но достаточно надежных признаков для отличия видов не дает^[5].

Голова сильно склеротизована, желтовато-бурая или коричневая. Первый грудной членик часто имеет на спинной стороне несколько небольших роговых пластинок. Второй и третий грудные членики короткие, в основном с парой мозолевидных утолщений. С брюшной стороны каждый членик обычно с тремя мозолевидными бугорками^[5].

Куколка короткая, плотная, сжатая. Крылья покрывают значительную часть брюшка, доходя у ряда видов почти до его конца. Нижние крылья сильно выдаются из-под верхних крыльев, покрывая почти полностью последнюю пару ног. Усики прямые, выступают из головы под острым углом и доходят практически до передних бедер. Шиповидные бугорки встречаются реже, чем у Долгоносиков, часто присутствуют только на брюшке, но очень короткие и снабжены длинными волосками. Куколки отдельных видов резко отличаются друг от друга^[5].

Строение гнезд

1. Лубоед ильмовый Краатца (Pteleobius kraatzii)

2. Лубоед ясеневый большой (Hylesinus crenatus)

3. Ксилехиуса (Лубоед) пальцеходный (Xylechinus pilosus)

4. Садовник лесной малый (Tomicus minor)

5. Полиграф пушистый (Polygraphus poligraphus)

6. Заболонник березовый (Scolytus ratzeburgi)^[6]

Развитие

Превращение полное.

Имаго. Лет начинается весной и длится до середины лета. Первыми начинают летать Сосновые лубоеды и другие короеды, заселяющие сосну. Затем появляются еловые короеды и заболонники, обитающие на лиственных породах^[2].

В период размножения короеды создают семью. Обычно лубоеды и заболонники – моногамную, состоящую из самца и самки, а настоящие короеды – полигамную, состоящую из одного самца и нескольких самок^[2].

Моногамные короеды: самка прогрызает на дереве продолговатое входное отверстие и прокладывает под корой маточный ход (поперечный или продольный). По обе стороны от хода самка устраивает яйцевые камеры и откладывает туда яйца, заклеивая их мелкими опилками, уплотнёнными и склеенными выделениями придаточных половых желез^[2].

Среди других представителей отряда Жесткокрылых, короеды резко выделяются строением гнезд (совокупность ходов, выгрызаемых жуками и личинками). Такие гнезда образуют под корой ветвей и стволов сложный, характерный для диагностики вида рисунок^[6].

Полигамные короеды: входное отверстие прогрызает самец. Под корой устраивается неправильной формы полость – брачная камера, в которой размещается несколько жуков. В нее последовательно проникают от двух до 12 самок. После спаривания каждая начинает прогрызать свой маточный ход и откладывать яйца. Маточные ходы отходят от брачной камеры в разных направлениях^[2].

Входные отверстия на стоящих деревьях обращены вниз, на лежащих – направлены в разные стороны. Этот признак позволяет определить, было ли заселено дерево короедами до его падения^[2].

При прокладке короедами ходов под корой образуется поверхностная червоточина. В древесину она обычно проникает не более чем на 3 мм. Ходы короедов-древесинников (род Xyleborus и род Trypodendron) проникают в древесину намного глубже^[6].

Верный признак заселения дерева короедами – наличие буровой муки, обычно собирающейся кучками под входными отверстиями на поверхности коры. Цвет буровой муки зависит от места прокладывания хода самкой. При расположении под корой, мука будет иметь бурую или буро-желтую окраску, в древесине – белую или желто-белую^[6].

Лет и откладка яиц продолжаются около месяца^[2].

Яйцо развивается 10–14 дней^[2].

Личинка. Фаза личинки длится 15–20 дней. Вылупившиеся из яиц личинки грызут личинковые ходы. Они постепенно расширяются по мере роста личинки и заканчиваются куколочными колыбельками, где происходит окукливание^[2].

Куколка развивается в молодого короеда за 10–14 дней^[2].

Имаго. Жизненный цикл короедов завершается за 1,5–2 месяца. После этого наступает период дополнительного питания, необходимый для полного развития половой системы. Жуки отрождаются почти белыми, но постепенно приобретают нормальный цвет^[2].

Для дополнительного питания молодые короеды выгрызают короткие ходы неправильной формы возле мест своего отрождения. Если дерево непригодно для питания, прогрызают летные отверстия и дополнительно питаются на порубочных остатках, свежих пнях, ветровальных и совершенно здоровых деревьях. В таких ходах самки яиц не откладывают^[1].

У многих видов старые жуки после откладки яиц не погибают. Они оставляют свои ходы и продолжают питаться. При этом повреждения аналогичны наносимым молодыми жуками. После этого они вновь способны размножаться. Этот вид повреждений получил название «возобновительного» или «регенеративного питания». Иногда период такого питания совпадает с переходом к зимовке. В этом случае повреждения, причиняемые во время регенеративного питания называют «зимними ходами»^[1].

Большинство видов в году имеют одно-два поколения. Реже встречается двухлетняя генерация. В случаях, когда старые жуки после первой откладки яиц и возобновительного питания приступают к повторному размножению, новое поколение именуют «сестринским»^[1].

Особенности развития

Представители семейства Короеды характеризуются узкой кормовой специализацией. Определенные виды заселяют не только определенные породы, но и даже конкретные части деревьев: ствол, ветки или корни. Питаются жуки и личинки только живыми тканями ослабленных деревьев – лубом и водопроводящими слоями заболони. Поселятся и размножаться на здоровых деревьях они не могут, поскольку их ходы заливает живица или другие защитные продукты. Дерево, заселенное короедами, обречено на гибель и погибает через два-три месяца после заселения. На сухостое короеды не живут. При отработке дерева они переходят на живые, но ослабленные деревья^[1].

Куколки короедов

1. Короед двойник (Ips duplicatus)^[9]

2. Гравер обыкновенный (Pityogenes chalcographus)^[10]

Короеды и грибы

Большинство короедов для развития нуждается во влажной среде. Параллельно у них развились своеобразные отношения с грибами, заселяющими влажную древесину^[1].

В частности, сосновые лубоеды заносят в проделываемые ходы споры паразитных грибов рода Cerastomella. Они вызывают посинение древесины и снижение ее качества. Особенно тесен симбиоз между грибами и короедами-древесинниками (род Xyleborus и род Trypodendron). Представители этих родов не только заносят споры «синевы», но и сохраняют внутри тела споры грибов, образующих в ходах короедов особую массу – амброзию. Она необходима для питания личинок. В случае гибели грибов, гибнут и личинки^[1].

Короеды рода Scolutus являются переносчиками «голландской болезни» ильмовых. Она вызывается аскомицетом Ophiostoma ulmi (=Ceratocystis ultra) с конидиальной стадией Graphium ulmi. В период дополнительного питания короеды заносят споры гриба в тонкие веточки. Развиваясь, гриб ослабляет дерево. Короеды, прокладывая маточные ходы, распространяют гриб по всему стволу^[1].

Короеды рода Lymantor заселяют мертвые веточки клена, черемухи, крушины, но способны развиваться только при условии заселения их грибами^[1].

Географическое распространение

Семейство Короеды – распространено по всему миру и насчитывает около 2000 видов. В Палеарктике обитает около 1000 видов, в том числе на территории России – около 300 видов^[5]^[1].

Феромонные ловушки

^[8]^[11]

Вредоносность

Семейство Короеды – включает крайне вредоносные виды, повреждающие плодовые деревья (в частности: Морщинистый заболонник (Scolytus rugulosus), Заболонник плодовый (Scolytus mali). Заболонники за один вегетационный период не только снизить урожайность, но и при отсутствии мер борьбы уничтожить все деревья на плодовом участке^[6].

В процессе жизнедеятельности короеды подготавливают ослабленные деревья к заселению различными техническими вредителями, разрушающими древесину и приводящими строевой лес в непригодное для использования состояние. При массовом размножении короеды нападают на здоровые или почти здоровые деревья приводя их к гибели самостоятельно^[6].

В период прокладывания маточных ходов и при дополнительном питании короеды повреждают побеги в кронах, которые в результате обламываются^[6].

Короеды, обитающие в корнях деревьев в период дополнительного питания, обгладывают кору подземной части дерева, затрагивая и корневую систему. Это вызывает ослабление и гибель деревьев^[6].

Короеды и изменение климата в Соединенных Штатах

Подготовители

Барбара Бенц, Исследовательская станция Роки-Маунтин, Кир Клепзиг, Южная исследовательская станция

Доступна архивная версия этого тематического документа

Вопросы

заражают и размножаются на живых деревьях, способны вызывать гибель деревьев в масштабах всего ландшафта. В Соединенных Штатах (США) основными виновниками являются виды из родов Dendroctonus и Ips. Между 1997 и 2010 г. более 5 миллионов гектаров были поражены короедом в западной части США, в первую очередь горным сосновым жуком ( D. ponderosae ), еловым жуком ( D. rufipennis ) и кедровым жуком ( I. confusus ). )(1), а количество углерода (С) в деревьях, погибших от этих насекомых, превышает количество С в деревьях, погибших от пожара (2). На юго-востоке и северо-востоке США южный сосновый жук ( D. frontalis ) с 2008 г. поразил более 14 000 гектаров, особенно в Нью-Джерси и Миссисипи. До начала активности в конце 2000-х гг. с 2002 г. не было обнаружено расширяющихся инвазий южного соснового лубоеда на юго-востоке или северо-востоке (3). Ясно, что вспышки короедов значительно влияют на динамику лесных экосистем и углеродные циклы, и исследования показывают, что потепление летних и зимних температур является основной причиной вспышек численности жуков в США и очевидного расширения ареала некоторых видов (4, 5, 6). Горный сосновый лубоед, еловый лубоед и южный сосновый лубоед являются примерами короедов со способностью к скачкообразному росту популяции. Популяции существуют на низком уровне в течение многих лет, пока не будут вызваны такими факторами, как засуха (7, 8, 9).), ветровал (10) и патогены, вызывающие стресс у деревьев (11). Другие виды жуков-короедов, такие как жуки-короеды, могут быть вызваны сходными условиями, хотя динамика их популяции более непосредственно связана с состоянием дерева-хозяина (12). После возникновения триггера рост популяции зависит от масштаба триггера, сохраняющихся благоприятных условий, включая подходящие деревья-хозяева по всему ландшафту (13), и температур, способствующих выживанию зимних жуков (14, 15) и успешному нападению деревьев летом (16). ).

Самка горного соснового лубоеда прогрызает луб дерева-хозяина для откладывания яиц.

Температура управляет физиологическими процессами короедов, такими как развитие личинок и закаливание, тем самым напрямую связывая температуру с ростом популяции. В целом более высокие температуры приводят к более высокой выживаемости и более быстрому развитию, хотя есть температуры, выше которых выживаемость и развитие ухудшаются (17). Жуки-короеды убивают деревья-хозяева посредством массовых атак, процесс, который требует синхронного появления взрослых особей. Синхронность появления происходит через температурные пороги в развитии (17) и диапаузе (18), спящем состоянии сниженного дыхания. Сильная роль температуры в росте популяции и роль, которую уменьшение количества осадков может сыграть в стрессе деревьев-хозяев, позволяют предположить, что сдвиги температуры и осадков, связанные с изменением климата, повлияют на популяции короедов в будущих лесах. Это может привести к увеличению популяций жуков-короедов или, в некоторых случаях, к сокращению, в зависимости от вида и географического положения (4, 16).

Вероятные изменения

Чтобы добиться успеха в условиях обширного географического распространения, внутри видов короедов (19) и между видами произошла адаптация к местным условиям окружающей среды. У видов, заражающих и размножающихся на деревьях в теплых местообитаниях (например, у некоторых популяций южных сосновых лубоедов и пинонов), развились физиологические механизмы, позволяющие производить несколько поколений в течение одного года. Виды с деревьями-хозяевами в более холодном климате (например, горный сосновый лубоед и еловый лубоед) эволюционировали, чтобы выживать в холодные зимы, и появляются во взрослом состоянии, чтобы атаковать деревья в теплые летние месяцы. Таким образом, влияние повышения температуры будет различаться в зависимости от вида и сезонности потепления. Например, южный сосновый лубоед может иметь до 7 поколений в год в самой теплой части своего ареала (3). Однако даже при потеплении горный сосновый лубоед на всем его нынешнем ареале может быть не в состоянии дать несколько поколений за один год, так как он ограничен развившимися адаптациями16. Помимо дифференциального воздействия потепления на сроки развития, потепление зимой окажет положительное влияние на рост популяции большинства видов короедов за счет снижения смертности, вызванной холодом (5, 14, 15, 20).

Виды, которые в настоящее время не полностью занимают свой ареал деревьев-хозяев, считаются по крайней мере частично ограниченными климатом. Другие факторы, такие как конкуренция, могут играть роль, но особенно ограничивающим фактором может быть температура. Недавнее повышение температуры оказало наибольшее влияние на популяции короедов в умеренно прохладных местах обитания, что позволило увеличить численность популяций. Например, вспышки популяций южного соснового жука в настоящее время сохраняются в Нью-Джерси (21), а вспышки горного соснового лубоеда в высокогорных лесах продолжаются темпами, невиданными за последнее столетие (22). Повышение минимальных температур является одним из факторов, объясняющих расширение ареала горного соснового лубоеда в Канаде на север. Деревья подвергаются нападению севернее, чем предполагалось в исторических записях за последние 100 или около того лет (23). Увеличение успеха популяции и расширение ареала из-за освобождения от климатических ограничений недавно наблюдалось и больше всего изучалось в северных широтах. Существует также потенциал для видов, которые в настоящее время ограничены южными широтами в пределах США, для расширения их ареалов на север с прогнозируемым повышением температуры, хотя подробная информация о тепловом влиянии на приспособленность для большинства видов короедов отсутствует. Кроме того, в Мексике обитает множество видов жуков-короедов, заражающих хвойные породы, которые могут распространить свой ареал на юго-запад США (4).

Изменения температуры и характера осадков также косвенно повлияют на жуков-короедов, воздействуя на членов сообщества (24, 25, 26) и деревья-хозяева (27, 28). Хотя существует большая неопределенность в прогнозировании характера осадков, чем температуры, засуха и высокие температуры могут играть роль в инициировании вспышки (7,8, 9). Стрессовые деревья-хозяева в сочетании с теплыми летом и зимой могут привести к распространению вспышек в ландшафте с подходящими деревьями-хозяевами. Члены сообщества, которые приносят как пользу, так и вред жукам-короедам, также подвержены влиянию изменения температуры (29). ) и режимы выпадения осадков, хотя об этих взаимодействиях известно меньше.

Варианты управления

Лесные экосистемы эволюционировали из-за вспышек местных короедов. Однако экономические и социальные издержки вспышек могут быть значительными. Некоторые методы могут повысить устойчивость ландшафта к нашествиям короедов. Долгосрочные стратегии, такие как прореживание и предписанное сжигание, могут оптимизировать траектории развития насаждений, изменять микроклимат внутри насаждений, влиять на рассредоточение и поиск хозяев жуками, а также способствовать жизнеспособности деревьев и разнообразию видов и возрастных классов (13, 30). Однако ясно, что эти типы стратегий управления эффективны только до начала вспышки. Краткосрочная тактика может использоваться для уменьшения продолжающихся заражений путем прямого манипулирования популяциями жуков, хотя из-за стоимости они ограничены для использования в ценных областях, таких как кемпинги и городские границы дикой природы. Семиохимические соединения, вещества связи, выделяемые жуками и деревьями, могут использоваться для привлечения и отпугивания жуков некоторых видов (31, 32, 33). Другие тактики включают комбинацию инсектицидов, распыляемых непосредственно на стволы деревьев, и уборки урожая, при которой зараженные деревья удаляются (13). Однако эти виды контроля могут оказывать значительное влияние на нецелевые виды, такие как другие беспозвоночные, рыбы и птицы, что необходимо учитывать.

Короеды и пожары являются двумя важными агентами нарушения лесных экосистем, которые могут взаимодействовать друг с другом. Гибель деревьев, вызванная короедом, может повлиять на последующее поведение пожара, хотя пространственная и временная динамика сложны (34). Удаление погибших от жуков деревьев на границе дикой природы с городом и вблизи зон отдыха является жизнеспособным вариантом, который может снизить риск возникновения пожара в этих приоритетных районах. После стихийного и предписанного пожара жуки-короеды могут преимущественно атаковать пострадавшие от пожара деревья и вносить значительный вклад в гибель деревьев, которые в противном случае выжили бы после травм. Описательные модели были разработаны, чтобы помочь менеджерам выбирать деревья для удаления после пожара, чтобы уменьшить дополнительную гибель деревьев (35). Однако крупномасштабных вспышек популяции жуков после диких или предписанных пожаров не наблюдалось, скорее всего, потому, что пострадавшие от пожара деревья обеспечивают жуков единичным эпизодом или «импульсом» стрессовых ресурсов, которые носят локальный и временный характер и, следовательно, недостаточны для ландшафта. — масштабный прирост населения (36, 37).

При продолжающихся изменениях климата многие виды деревьев будут подвергаться воздействию условий, потенциально менее подходящих для оптимального роста, что сделает их более восприимчивыми к нападениям короедов. Чтобы предсказать роль короедов в гибели деревьев в будущем, необходима информация, основанная на механистическом понимании процессов. Например, мы знаем, что жуки-короеды могут реагировать на деревья, испытывающие стресс от засухи (8, 27), но конкретные пороги осадков и роль дефицита влаги во взаимоотношениях жуков-короедов и деревьев остаются неясными. Точно так же мы знаем, что температура является сильным фактором, влияющим на популяции жуков-короедов, но для большинства видов конкретные механизмы, на которые может повлиять изменение климата, неизвестны.

Мелкие вредители, большие проблемы: глобальное распространение жуков-короедов

Потепление способствует распространению нашествий сосновых и еловых жуков в Северной Америке, Европе и Сибири, опустошая десятки тысяч квадратных миль лесных массивов. Ученые предупреждают, что некоторые лесные экосистемы могут никогда не восстановиться.

Во-первых, жуки горной сосны опустошили сосны обыкновенные и пондерозы в западной части Северной Америки. Затем появились еловые жуки, которые нацелились на высокогорную ель Энгельмана и распространились из Нью-Мексико в Колорадо и за его пределы. В целом, с их распространением, вызванным изменением климата, жуки-короеды опустошили 85 000 квадратных миль леса на западе Соединенных Штатов — площадь размером с Юту — с 2000 года. Сосновые жуки также убили деревья примерно на 65 000 квадратных миль леса в Великобритании. Колумбии и на юго-востоке США они нанесли ущерб лесной промышленности в таких штатах, как Алабама и Миссисипи, на миллионы долларов.

В настоящее время жуки продвигаются вдоль побережья Атлантического океана, достигнув Лонг-Айленда в Нью-Йорке в 2014 году и Коннектикута в следующем году. В рамках нового исследовательского проекта к концу десятилетия они могли бы начать переходить к извилистым смоляным соснам Новой Англии и величественным красным соснам приморских провинций Канады. По словам ученых-климатологов, теплые зимы могут вытеснить жуков на север, в бореальные леса Канады, в течение 60 лет.

От Европы до Сибири вспышки короедов все чаще происходят в лесных массивах, ослабленных жарой и засухой. Швейцария готовится к возможной потере ели, своего самого важного дерева, поскольку более теплые погодные условия сделают почти невозможным выживание для всех, кроме тех, кто живет высоко в Альпах. Чешская Республика, Польша, Германия и Словакия испытывают интенсивные нападения жуков на их европейскую ель. В Сибири родственный еловый жук помог другому насекомому-вредителю, сибирскому шелковому шелкопряду, с 2014 года повредить более 1100 квадратных миль сибирской пихты, сосны и ели. Это заражение теперь распространяется на север, в бореальные таежные насаждения, в которых исторически не было вспышек.

«Количество гибели хвойных, которое мы наблюдаем как здесь, так и в Европе, беспрецедентно исторически», — говорит один американский эксперт.

«Количество гибели хвойных, которое мы наблюдаем как здесь, так и в Европе, беспрецедентно исторически», — говорит Джесси Моррис, географ из Университета Юты в Солт-Лейк-Сити. Моррис и другие ученые пытаются определить потенциальные последствия, такие как более интенсивные лесные пожары, разрушение водоразделов, уничтожение мест обитания и сокращение запасов углерода, поскольку изменение климата вызывает все более широкомасштабные и серьезные вспышки жуков.

Короеды являются естественной частью жизненного цикла хвойных лесов, регулярно вспыхивая и исчезая, как фейерверк. Но масштабы и интенсивность за последние два десятилетия далеко не нормальные, говорят ученые, в значительной степени потому, что повышение температуры предотвращает широко распространенную зимнюю гибель личинок жуков, а также увеличивает их смертоносную силу. Мало того, что насекомые расширяются на новую территорию, они также раньше вылупляются и размножаются чаще. Новые заражения становятся полномасштабными с поразительной скоростью, а огромное количество жуков превосходит все, что лесоводы видели раньше. Моррис говорит, что видел такие сильные эпидемии еловых жуков в Юте, что, когда насекомые убили все деревья, они начали атаковать телефонные столбы.

Еловый жук ( Ips Typographus ) расширил свой ареал в Европе и Сибири.
Шаттерсток

Возможно, еще более тревожным является то, что жуки начинают нападать на новые виды, такие как сосна обыкновенная, встречающаяся на обширных территориях Канады, которая до сих пор избегала нападения.

«Жуки-короеды, мне нравится называть их первыми реагирующими, потому что они очень чувствительны к изменениям», — говорит Диана Сикс, лесной энтомолог из Университета Монтаны в Миссуле. «Как мы видим, для их настройки не требуется много времени».

ТАКЖЕ НА YALE E360

Как наука может помочь остановить западную чуму короедов. Читать далее.

Возьмите южного соснового жука, который до недавнего времени был ограничен своей естественной средой обитания в Центральной Америке и на юго-востоке США, потому что его личинки умирают, когда холодными зимними ночами температура коры опускается ниже 14 градусов по Фаренгейту. на север примерно на 40 миль в десятилетие с 1980, говорится в новом исследовании ученых Колумбийского университета. По словам Кори Леска, аспиранта Колумбийского университета, который смоделировал продвижение насекомых, с такой скоростью, с которой они развиваются, к 2080 году южные сосновые жуки могут нанести ущерб почти 273 000 квадратных миль северных красных и сосновых лесов.

Обычно заражение длится несколько лет, пока жуки не уничтожат все деревья-хозяева или жуков не убьет холод. После этого семена сосны, упавшие на землю, прорастают, и лес постепенно отрастает. Жуки не будут атаковать молодые деревья, пока они не достигнут 3 дюймов в диаметре. Но сегодняшний меняющийся климат подвергает деревья стрессу и делает их более уязвимыми для вторжения жуков, в то же время делая жуков более сильными. Вдобавок ко всему, в США десятилетия тушения пожаров сделали леса неестественно густыми и однородными, что способствовало распространению жуков от дерева к дереву.

Все более продолжительные и интенсивные засухи в последние годы ослабили защитные силы деревьев.

Хвойные леса мира пережили нападения жуков-короедов на протяжении тысячелетий благодаря эффективному защитному механизму деревьев. Когда жуки зарываются в их кору, деревья выделяют сок, богатый летучими ядовитыми химическими веществами, чтобы смывать насекомых и не давать им посылать феромонные сигналы для сбора других жуков. Но все более продолжительные и интенсивные засухи последних лет ослабили защитные силы деревьев. Без достаточного количества воды деревья не могут производить достаточно сока. Высокие температуры вызывают дальнейшую потерю влаги. Деревья ослабевают, и их становится легче подавить.

Экологические последствия мегавспышек жуков неясны. Но есть вероятность некоторых разрушительных последствий.

«Это может повлиять практически на все, что мы можем измерить», — говорит Кристофер Феттиг, энтомолог-исследователь Тихоокеанской юго-западной исследовательской станции Лесной службы США в Дэвисе, Калифорния. «Мы видим очень сложные вещи, которые только начинаем понимать».

После серьезных вспышек одной из главных проблем являются лесные пожары. Пожары охватили некоторые районы уничтожения жуков с невероятной интенсивностью, например, пожар в комплексе Уэст-Форк, который сжег более 100 000 акров в Колорадо в 2013 году. риск того, что эти скелеты упадут.

жука-короеда опустошили 85 000 квадратных миль леса на западе США с 2000 года, включая этот район в Калифорнии, как это было видно в 2016 году.
Лесная служба США

Связь между лесным пожаром и жуками-короедами сложна, говорят Феттиг и другие ученые. Тяжесть пожара зависит от времени и интенсивности заражения жуками. Риск возникновения пожара наиболее высок в первые несколько лет, когда хвоя еще находится на мертвых деревьях. После того, как иголки опадают, огню становится труднее переходить с дерева на дерево — явление, называемое «факелированием». Однако, когда появятся новые ростки, риск возгорания может снова возрасти. А в жарких и сухих условиях практически любой лес может гореть.

Еще один серьезный ущерб приходится на лесную пищевую сеть и места обитания диких животных. Семена хвойных являются основным источником пищи для многих видов птиц и животных. Например, белокорая сосна с ее особенно крупными и питательными семенами является излюбленной пищей медведей гризли, откармливающихся перед зимней спячкой. Вспышки жуков вокруг Йеллоустонского национального парка в последние годы уничтожили более миллиона акров белых насаждений, вынудив медведей перемещаться на более низкие высоты и ближе к людям в поисках пищи. Обеспокоенность по поводу упадка сосны белой коры была ключевой причиной того, что йеллоустонские гризли были в списке исчезающих видов до этого лета, когда министр внутренних дел Райан Зинке снял защиту медведей.

Теперь, когда жуки перемещаются в виды деревьев, которые не подвергались нападениям в прошлом и не имеют естественной защиты, потенциальные последствия для дикой природы возросли. Ученые особенно обеспокоены тем, что южные и западные сосновые жуки прыгают в сосны, которые охватывают части северной части США, а также Канады от побережья до побережья, и могут дать жукам «сухопутный мост» через континент. Это потенциально может привести к вспышкам через важные ареалы размножения птиц и основные источники пищи для диких животных на севере, вплоть до канадской тундры.

«Сейчас люди очень обеспокоены тем, что этот жук собирается опустошить тайгу», — говорит один ученый.

«Сейчас люди очень обеспокоены тем, что этот жук собирается опустошить бореальные леса, которые очень важны для дикой природы, связывания углерода и так далее», — говорит Сикс.

Уже находящиеся под угрозой исчезновения виды, произрастающие в сосновых лесах, такие как камышевка Киртланда, могут оказаться за гранью. Редкая певчая птица гнездится только в определенном районе мичиганского соснового леса, который может лежать прямо на будущем пути жуков. «Хороший вопрос, смогут ли они или любая птица, гнездящаяся на хвойных деревьях, опередить распространение жуков, как только они начнут действовать», — говорит автор справочника по птицам Кенн Кауфман.

Эпидемии жуков также могут угрожать водным ресурсам. В покрытых лесом горных водоразделах, таких как бассейн реки Колорадо, которая является основным источником воды для западных штатов, основная часть годовых осадков выпадает в виде снега. Без укрытия древесным покровом снежный покров может растаять раньше, и большая его часть спустится вниз по реке за несколько недель до пика летнего сельскохозяйственного спроса.

Исследователям еще предстоит обнаружить серьезное воздействие на водные ресурсы вспышек короеда в США. Но по мере того, как жуки достигают елей на больших высотах, где накапливается больше снежного покрова, все может измениться.

«Если представить, что Западный лес является водонапорной башней Запада, то елово-пихтовая зона на самом деле является основной частью этой водонапорной башни», — говорит Джефф Лукас, исследователь климата из Western Water Assessment.

Ученые говорят, что потеря больших участков хвойных деревьев может также превратить леса из поглотителей углерода в источники углерода, поскольку зараженные насаждения сосны, ели и пихты перестают поглощать CO2, умирают и гниют, высвобождая накопленный углерод.

Лесник в Беловежской пуще Польши указывает на личинок елового короеда.
ВОЙТЕК РАДВАНСКИЙ/AFP/Getty Images

Картина вспышек жуков несколько отличается в Европе, где с заражением, как правило, борются гораздо тщательнее, чем в США, в значительной степени потому, что европейские страны имеют гораздо меньшие площади лесов, подлежащих мониторингу. В Германии, например, государственные лесники каждые две недели осматривают каждый хвойный насаждений в своем районе на наличие признаков жуков, по словам Хорста Дельба, руководителя отдела здоровья лесов Исследовательского института леса FVA во Фрайбурге, Германия, который занимается изучением знаменитого Шварцвальда. .

«Мы лично знаем каждое дерево, — говорит Делб. Когда обнаруживается зараженное дерево, его сразу же удаляют, прежде чем выводок сможет вылупиться и заразить другие деревья. «Поэтому у нас нет таких огромных площадей поврежденных деревьев», — говорит он.

Обширные общественные лесные массивы США в основном контролируются с помощью аэрофотосъемки, которая проводится гораздо реже. Варианты борьбы с жуками включают прореживание леса до того, как заражение закрепится, последующую вырубку леса или оставление нетронутыми скелетов деревьев.

Какое будущее ждет мировые хвойные деревья перед лицом нашествия короедов?

Большинство лесов хотя бы в какой-то степени восстановятся, говорят ученые. Как правило, хвойные леса устойчивы и в конечном итоге возвращаются после эпидемии жуков.

Но при сегодняшних масштабах опустошения многие леса могут уже никогда не вернуться к своей былой славе. А изменение климата может перевернуть современные знания о лесах с ног на голову.