Фазовые портреты популяций лесных насекомых

Фазовый портрет характеризует динамику численности популяции в плоскости (численность – коэффициент размножения). Анализ фазовых портретов популяций лесных насекомых свидетельствует о наличии различных режимов динамики численности, определяющих роль того или иного вида в лесном биогеоценозе.

Видовая принадлежность лесных насекомых к тому или иному типу динамики численности определяется их потенциальной способностью к массовому размножению (амплитудой колебания численности), а популяционная динамика — прохождением градационных фаз. Все виды дендрофильных насекомых можно разделить на пять групп по типу многолетней динамики численности. Индифферентным видам свойственен стабильный тип динамики численности, как на видовом, так и на популяционном уровне; у продромальных видов изменение численности на видовом уровне характеризуется продромальным типом, а на популяционном — и стабильным, и продромальным. Популяции эруптивных видов могут функционировать по всем трем типам динамики численности (таблица 6.4).

Таблица 6.4 - Классификация насекомых по типам динамики численности

Виды с узким фазовым портретом. На узком фазовом портрете расстояние между предельными значениями плотностей много меньше значений стабильной плотности и метастабильной . Узкий фазовый портрет (см. рисунок 6.5) свойствен тем видам лесных насекомых, которые в обычных условиях обладают стабильной численностью.

Малая размерность фазового портрета свидетельствует о том, что численность насекомых регулируется преимущественно безынерционными механизмами. Поскольку «запаздывание» практически отсутствует, пороговые эффекты реализуются как критические значения плотностей. На фазовом портрете это проявляется в нарушении монотонности статической кривой .

Различаются две группы насекомых с узким фазовым портретом и монотонно убывающей статической кривой (таблица 6.4). Первую группу (индифферентные) составляют виды, характеризующиеся стабильной численностью, которая практически не меняется при изменении погодных и кормовых условий. Это значительная часть фитофагов, формирующих энтомокомплексы лесных биогеоценозов. Они повышают устойчивость экосистемы и не имеют отрицательного хозяйственного значения.

Вторую группу (продромальные скрытоживущие) составляют виды, численность которых лимитируется преимущественно кормовыми ресурсами. В нее входит большинство скрытоживущих видов, например, насекомые-ксилофаги, конофаги и ризофаги, массовое размножение которых функционально связано с появлением благоприятных кормовых объектов. Эти виды имеют продромальный тип динамики численности, обусловленный особенностями взаимодействия с деревом как средой обитания. В системе регуляции численности этих насекомых абсолютно преобладают внутрипопуляционные регуляторные механизмы и межвидовая конкуренция. Воздействие естественных врагов имеет подчиненное значение.

Рисунок 6.5 - Узкий фазовый портрет динамики численности популяции с монотонным поведением статической кривой (— ширина фазового портрета; — его границы; — стационарное состояние)

К третьей группе (эруптивные скрытоживущие) относится небольшое число ксилофагов, обладающих эруптивным типом динамики численности. Фазовый портрет этих видов характеризуется немонотонным поведением статической кривой . В определенной экологической ситуации эти насекомые меняют характер связи с кормовым растением и приобретают способность стабилизировать численность на более высоком уровне, т.е. реализовывать фиксированную вспышку массового размножения. Этот тип динамики численности характерен для стволовых вредителей, снижающих устойчивость дерева в процессе дополнительного питания (черный пихтовый усач) или путем концентрированного нападения на дерево (алтайский лиственничный дровосек).

Виды с широким фазовым портретом. Широкий фазовый портрет присущ видам насекомых, регуляция численности которых сопряжена с эффектами «запаздывания» (рисунок 6.6).

Размерность широкого портрета характеризуется существенными различиями в значении предельных плотностей (). Поскольку инерционные механизмы здесь играют важную роль, внутри широкого фазового портрета появляются области повышенной инерционности, которые принципиально не обнаруживаются на узком фазовом портрете.

Все пороговые эффекты на широком фазовом портрете возникают при переходе системы через характерные кривые, тогда как для узкого фазового портрета свойственно лишь наличие критических точек. Разнообразие структур широкого фазового портрета определяет возможность анализа новых важных эффектов динамики численности.

Различаются две модификации широкого фазового портрета, обусловливающие выделение четвертой и пятой групп насекомых (таблица 6.4).

К четвертой группе относятся преимущественно открытоживущие виды, характеризующиеся продромальным типом динамики численности. При любых экологических ситуациях они не способны «ускользать» от регулирующего воздействия энтомофагов. Численность этих видов лимитируется преимущественно погодными условиями. При возникновении благоприятной погодной ситуации эти виды могут быстро увеличивать свою численность и оказывать заметное воздействие на лесной биогеоценоз. Выравнивание погодных условий сопровождается ускоренным восстановлением их стабильной численности, без глубокой депрессии популяции.

Для отдельных представителей этой группы немаловажное значение имеет изменение качественного состава корма вследствие нарушения устойчивости насаждений под влиянием экстремальных погодных условий или антропогенного воздействия. В подобных условиях начинают проявляться эффекты запаздывания, что приводит к росту амплитуды флуктуаций численности.

Массовые размножения этих видов продолжаются два - четыре года и прекращаются под воздействием энтомофагов и патогенных микроорганизмов. Длительность градационного цикла зависит от широты фазового портрета. Чем он шире, тем продолжительнее период массового размножения.

Пятую группу насекомых составляют эруптивные открытоживущие виды, которые при определенном соотношении с численностью энтомофагов «ускользают» от естественных врагов. На фазовом портрете это проявляется в немонотонности статической кривой и наличии широкой зоны действия инерционных регуляторных механизмов. Динамика численности этих видов приобретает характер вспышек массового размножения (рисунок 6.5).

Рисунок 6.6 - «Широкий» фазовый портрет динамики численности популяции фитофага. I - область действия регуляторных механизмов со слабой инерцией (ограничена кривыми и ); II - область максимальной инерционности регуляторных механизмов (ограничена кривыми и ); III - область действия безынерционных механизмов регуляции (ограничена кривыми и ). Кривые: 1 - нижняя граница фазового портрета , 2 - верхняя граница , 3 – пороговая , 4 - буферная , 5 – статическая . Фазовая траектория вспышки: bc - фаза нарастания численности популяции, cd - максимума, de - разреживания, eh - депрессии, ha - фаза восстановления стабильной численности. Характерные точки: - значение стабильной плотности популяции, - пороговая плотность, - оптимальная, - минимально предельная плотность на фазе максимума вспышки, - максимально предельная плотность.

Дата добавления: 2014-02-27; просмотров: 1126; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!