Обоснование системы мероприятий по защите сахарной свеклы от свекловичной листовой тли (стр. 4 из 14)

1.3. Экология вредителей (среда обитания; общие закономерности факторов внешней среды; абиотические факторы – климат и микроклимат, вода, почва и др.; биотические факторы – фазовая изменчивость насекомых; внутривидовые отношения; межвидовые отношения; вредители и растения; строение и динамика биоценозов)

Экология исследует взаимодействия организмов со средой и друг с другом, устанавливает общие принципы этих взаимодействий и на их основе стремится организовать рациональное использование природных ресурсов.

В понятие среды входит всё, что имеет значение для особи, но среда её обитания намного уже среды существования популяций, а тем более биоценоза и биосферы. Всё то, что жизненно необходимо особи в данный момент времени, может оказаться недостаточным для всех стадий её развития, всех звеньев жизненного цикла и чреды сменяющих друг друга поколений, т. е. пространственно-временная определённость организации жизни реализуется в средах разного объёма и в разные сроки.

Естественно ограничить обсуждение лишь теми элементами среды, которые влияют на подверженные их воздействию объекты, т. е. экологическими факторами, и противопоставить их прямому воздействию – действия косвенные и сигнальные. Изменения температуры влияют непосредственно на ход жизненных процессов, но наличие конкурентов за пищу проявляется лишь через посредство истощения ресурсов, в то время как сокращение светлого времени суток тёплой осенью, не оказывая прямых или косвенных действий на насекомых, служит важным сигналом для подготовки к суровым условиям зимы.

Кроме того, в соответствии с законом толерантности В. Шелфорда каждый вид имеет определённые пределы выносливости (толерантности) и достигает благополучия лишь при оптимальном значении и сочетании факторов. Изменения воздействия факторов, как в ту, так и в другую сторону равно неблагоприятно для организмов, однако разные виды обладают различными пределами толерантности.

Явными следствиями действия факторов становятся изменения сроков жизни и плодовитости, географического распространения, появление адаптивных модификаций и отбор наследственных изменений.

Многообразие экологических факторов требует классификации. Чаще всего противопоставляют абиотические факторы, к которым относят свойства климата, вод и почв, и биотические факторы, связанные с существованием и жизнедеятельностью организмов. А также выделяют антропогенные факторы.

Классификация экологических факторов

А. Факторы климатическиетемпературасвет	периодическиепервичные	Абиотические факторы	Факторы, не зависящие от плотности популяций
относительная влажностьосадки	периодическиевторичные
другие факторы
Б. Факторы физические (неклиматические)факторы водной среды	периодическиевторичныеили непериодические
эдафические факторы	непериодические	Биотические факторы	Факторы, зависящие от плотности популяций
В. Факторы пищевые	в основномпериодическиевторичные
Г. Факторы биотические внутривидовые взаимодействия
взаимодействия междуразными видами	непериодические

Сезонные изменения температуры и суточные изменения освещённости настолько регулярны и постоянны, что любое несоответствие процессов развития и активности организмов чередованию сезонов и смене дня и ночи воспринимается как нарушение норм. Менее выражена периодичность в изменениях влажности, сроках вегетации растений или массового появления насекомых. Естественно, что и приспособленность организмов к этим факторам менее универсальна и определенна. Таким образом, первичным периодическим фактором (температура, освещённость) следует противопоставить вторичные периодические факторы и факторы непериодические, случайные, к которым организмы ещё не приспособились в ходе эволюции и в результате жизненного опыта.

Климатические факторы

Среди факторов, составляющих климат Земли и отдельных её территорий, к основным по воздействию на живую природу можно отнести излучение Солнца, температуру и влажность атмосферы; к второстепенным - влияние ветра, давление и ионизация атмосферы до и после грозы, во время лесных пожаров и электрических разрядов молний.

Определяя температуру воздуха и наземных субстратов, солнечная радиация приводит к изменению влажности и атмосферного давления. Насекомые могут существовать более или менее длительное время в полной темноте. Значение светового фактора для видов, активных только в ночное время, и обитателей пещер ограничено. Однако свет лежит в основе зрительных восприятий и различных биологических ритмов: суточных (циркадных), сезонных и лунных. Интенсивный ультрафиолетовый свет губителен для насекомых.

В связи с тем, что насекомые очень малы, они быстрее, чем другие животные, согреваются солнечными лучами, но быстрее и остывают в тени.

Диапазон температур, в котором возможны проявления активной жизнедеятельности насекомых, варьирует у разных видов. Температурный оптимум, в зоне которого общие проявления жизнедеятельности наиболее эффективны при наименьших затратах энергии, смещён к повышенным температурам. Субоптимальные и супероптимальные температурные зоны допускают нормальную активность насекомых, но при дальнейшем изменении температуры наступает холодовое или тепловое оцепенение, ведущее к гибели. Некоторые насекомые способны переносить весьма длительные и глубокие понижения температуры в состоянии анабиоза. Например, гусеницы лугового мотылька оживали после охлаждения до -190ºС.

Отделить влияние влажности от воздействия других экологических факторов трудно, а порой и невозможно. Если имеются доступные источники влаги, насекомые легко переносят сухость воздуха, и лишь формы, постоянно обитающие в водоёмах (гидробионы), гибнут на суше. Сухопутных насекомых подразделяют на гигрофилов, обитающих во влажных местах, мезофилов, менее требовательных к влажности атмосферы, и ксерофилов, приспособленных к постоянному дефициту влажности. Последние нередко вообще не пьют и, обитая в сухих субстратах, довольствуются метаболической водой. Снижение содержания воды в организме разные виды переносят неодинаково.

В природе влияние влажности опосредуется температурой и другими факторами среды. Поэтому в практике экологических исследований обычно рассматривают совместное влияние влажности и температуры, для демонстрации которого используют многообразные индексы, коэффициенты и диаграммы.

Для прогноза и выявления лимитирующих факторов применительно к каждой стадии развития насекомого используют биоклимограммы Б. П. Уварова.

Располагая метеосводками для территории и сезона массового появления вида, на соответствующем графике можно очертить зону оптимума, контуры которой при наложении на графики, построенные для других территорий и сезонов, сразу выявляют, что и для каждой фазы развития служит лимитирующим фактором. Несколько проще выявлять интегральное влияние влажности и температуры расчётом гидротермического коэффициента (ГТК). Для этого определяют отношение суммарного количества осадков за период наблюдений (в мм), помноженного на 10, к сумме активных температур (выше 10ºС) за тот же период. При ГТК, равном 1 – 1,5, увлажнение принимают оптимальным, более 1,6 – избыточным, менее 1 – недостаточным и менее 0,5 – слабым.

При сильном ветре насекомые, не успевшие укрыться в убежищах, разносятся на далёкие расстояния. При резком падении атмосферного давления, что обычно предвещает бурю, насекомые особенно активны. Они восприимчивы также к ионизации атмосферы до и после грозы, во время лесных пожаров и разрядов молний. Все эти «второстепенные» климатические факторы обычно сочетаются друг с другом в не меньшей мере, чем влажность и температура.

Микроклимат

Совместное влияние климатических факторов определяет условия существования и жизнедеятельности насекомых в самых общих чертах.

Наряду с метеорологическими условиями для насекомых ввиду их малых размеров и подвижности особое значение приобретают микроклимат, то есть климат на уровне организма, реальные условия существования, которые определяют биологические реакции насекомого в данное время и в данном месте.

Обычно агротехнические приёмы существенно меняют микроклимат пашни, который становится более суровым после жатвы и вспашки. При этом влажность воздуха в поле редко падает ниже 50%, а для обитающих на растениях насекомых она более высока и постоянна. В целом микроклимат пашни характеризуется большими колебаниями температуры, повышенной влажностью, ослабленными порывами ветра и осадками, бедностью красными и синими лучами солнечного спектра, но относительным богатством инфракрасными.

Пределы изменчивости климатических (микроклиматических) факторов, которые насекомые переносят в недеятельном состоянии, значительно шире пределов их активности, а тем более пределов развития и размножения. Нередко виды, весьма устойчивые к различным климатическим воздействиям среды, после холодной зимы и жаркого лета устремляются в брачный полёт только ранней осенью, в предвечерние часы редких тёплых и ясных дней.

Зависимость размножения и развития насекомых от внешних условий корректируется и опосредуется соответствующими актами поведения. При невозможности выбора насекомые впадают в оцепенение, когда резко сокращается обмен веществ, или вырабатывают ещё более совершенные и специфические приспособления. Однако наиболее распространённое средство перенесения экстремальных условий среды – диапауза – долговременное торможение метаболизма и всех видов активности в ответ на сигнальные влияния сезонных изменений климата. Диапауза предваряет наступление зимней бескормицы и холодов или иссушающего летнего зноя. Обычный стимул к её развитию – астрономически точное изменение фотопериода.