ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2019, № 5, С. 357-365


ВЛИЯНИЕ МАССОВОГО РАЗМНОЖЕНИЯ СОСНОВОЙ ПЯДЕНИЦЫ НА РАДИАЛЬНЫЙ ПРИРОСТ ДЕРЕВЬЕВ
В. Г. Суховольский 1,2, П. А. Красноперова2, Е. Н. Пальникова3, И. В. Свидерская2, О. В. Тарасова2
1Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН,
Россия, 660036, Красноярск, Академгородок, 50/28
E-mail: soukhovolsky@yandex.ru
2Сибирский федеральный университет,
Россия, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79
3Сибирский государственный университет науки и технологий имени
академика М. Ф. Решетнёва,
Россия, 660037, Красноярск, проспект имени газеты Красноярский рабочий, 31


Поступила в редакцию 16.11.2017 г.
Изучены временные ряды радиального прироста сосны Pinus sylvestris L. с 1945 по 2015 г. в насаждениях, поврежденных в ходе вспышки сосновой пяденицы Bupalus piniarius L. в 1974–1978 г., а также в насаждениях, не поврежденных вредителем, на территории Краснотуранского соснового бора. Для оценки различий процессов радиального прироста деревьев в поврежденных и неповрежденных насаждениях до начала вспышки массового размножения предложено использовать регуляторные характеристики временны́х рядов, такие как величины n запаздывания (авторегрессии) и размаха s колебаний временны́х рядов. По этим показателями можно численно оценить инерционность процессов регуляции радиального прироста. Так как характеристики регуляции корректно вычислять только для стационарных временны́х рядов, для расчетов были использованы ряды первых разностей радиального прироста. Деревья в насаждениях, на которые напали насекомые, характеризовались либо отсутствием запаздывания во временны́х рядах, либо достаточно большими величинами порядка n авторегрессии. При этом колебания текущего радиального прироста относительно возрастного тренда у деревьев в поврежденных насаждениях были существенно больше, чем в неповрежденных. Дана оценка скорости восстановления прироста у поврежденных насекомыми деревьев в зависимости от регуляторных характеристик временны́х рядов радиального прироста до начала повреждений. Полученные характеристики можно  использовать для оценки риска нападения филлофагов на насаждения и скорости восстановления насаждений, поврежденных насекомыми.
Ключевые слова: лесные насаждения, сосновая пяденица, вспышка массового размножения, риски, годичные кольца, радиальный прирост, временны́е ряды, первые разности, модели, авторегрессия.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты №№ 15-04-01192-а и 17-29-05074 офи-м).
DOI: 10.1134/S0024114819050103            


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Артемьева Н.В., Ряполов В.Я., Суховольский В.Г. Статистический анализ ландшафтной приуроченности природных явлений на примере очагов массового размножения лесных насекомых// География и природные ресурсы. 1995. № 2. С. 141-146.

  • Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. М.: Мир. 1974. Вып 1. 406 с.

  • Веремей Е.И. Линейные системы с обратной связью. СПб.: Лань, 2013. 448 с.

  • Дорф Р.К., Бишоп Р.Х. Современные системы управления. М.: Лаборатория базовых знаний, 2004. 832 с.

  • Исаев А.С., Ряполов В.Я. Анализ ландшафтно-экологической приуроченности очагов сибирского шелкопряда с применением аэрокосмической съемки// Исследование таежных ландшафтов дистанционными методами. Новосибирск: Наука. 1979. С. 152–167.

  • Исаев А.С., Пальникова Е.Н., Суховольский В.Г., Тарасова О.В. Динамика численности лесных насекомых-филлофагов: модели и прогнозы. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2015. 276 с.

  • Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т. 1. Линейные системы. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. 312 с.

  • Мозолевская Е.Г., Селиховкин А.В., Ижевский С.С. Захаров А. А., Голосова М. А., Никитский Н.Б. Лесная энтомология. М.: «Академия», 2011. 416 с.

  • Пальникова Е.Н. Свидерская И.В., Тарасова О.В., Ягунов М.Н., Суховольский В.Г. Лесные насекомые как экологические инженеры: оценка воздействия на лесные экосистемы // Интенсификация лесного хозяйства России: проблемы и инновационные пути решения. Красноярск, 19 -23 сентября 2016 г. Красноярск: ИЛ СО РАН, 2016. С. 147–148.

  • Пальникова Е.Н., Свидерская И.В., Суховольский В.Г. Сосновая пяденица в лесах Сибири. Новосибирск: Наука, 2002. 232 с.

  • Подкорытова О.А., Соколов М.В. Анализ временных рядов. М.: Юрайт, 2016. 266 с.

  • Поллард Дж. Справочник по вычислительным методам статистики. М.: Финансы и статистика, 1982. 344 с.

  • Поляк Б.Т., Щербаков П.С. Робастная устойчивость и управление. М.: Наука, 2002. 303 с.

  • Свидерская И.В. Пальникова Е.Н. Радиальный рост сосны в связи с дефолиацией сосновой пяденицей // Лесоведение. 2003. № 5. С. 44-53.

  • Скрипальщикова Л.Н., Татаринцев А.И., Зубарева О.Н., Перевозникова В.Д., Стасова В.В., Грешилова Н.В. Экологическое состояние пригородных лесов Красноярска. Новосибирск: Гео, 2009. 179 с.

  • Сток Дж.Х., Ватсон М. Введение в эконометрику. М.: Издательский дом «Дело» РАНХиГС , 2015. 864 с.

  • Суховольский В.Г., Ковалев А.В., Сотниченко Д.В. Диэлектрическая спектроскопия прикамбиального комплекса тканей и экспресс-диагностика состояния древесных растений// Эколого-географические аспекты лесообразовательного процесса. Красноярск, 19 – 23 сентября 2014 г. Красноярск: ИЛ СО РАН, 2009.  С. 335–336.

  • Тарасова О.В. Ландшафтно-экологическая специфика вредной лесной энтомофауны Минусинских ленточных боров //Насекомые лесостепных боров Сибири. Новосибирск: Наука, 1982. С. 18-34.

  • Тарасова О.В., Калашникова И.И., Кузнецова В.В. Энергетический баланс потребления корма насекомыми-филлофагами: оптимизационная модель // Сибирский лесной журнал. 2015. № 3. С. 83–92.

  • Хемминг Р.В. Цифровые фильтры. М.: Советское радио, 1980. 224 с.

  • Armour H., Straw N., Day K. Interactions between growth, herbivory and long-term foliar dynamics of Scots pine // Trees. 2003. V. 17 (1). Р. 70-80.

  • Barton K.E., Koricheva J. The ontogeny of plant defense and herbivory: characterizing general patterns using meta-analysis// American Naturalist. 2010. V. 175 (4). P. 481–493.

  • Büchel K., Fenning T., Gershenzon J., Hilker M., Meiners T. Elm defence against herbivores and pathogens: morphological, chemical and molecular regulation aspects// Phytochemestry Reviews. 2016. V. 15 (5). P. 961–983.

  • Castagneyrol B., Régolini M., Jactel H. Tree species composition rather than diversity triggers associational resistance to the pine processionary moth // Basic and Applied Ecology. 2014, V. 15 (6). P. 516–523.

  • Delvas N., Bauce É., Labbé C., Ollevier T., Bélanger R. Phenolic compounds that confer resistance to spruce budworm// Entomologia Experimentalis et Applicata. 2011. V. 141 (1), P. 35-44.

  • Ferrenberg S, Kane J.M., Mitton·J.B. Resin duct characteristics associated with tree resistance to bark beetles across lodgepole and limber pines // Oecologia. 2014. V. 174 (4). P. 1283–1292.

  • Fuentealba A., Bauce É. Interspecific variation in resistance of two host tree species to spruce budworm // Acta Oecologica. 2016. V. 70.  P. 10–20.

  • Fuentealba A., Bauce É. Site factors and management influence short-term host resistance to spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Clem.), in a species-specific manner// Pest Management Science. 2012. V. 68 (2). P. 245-253.

  • Hard J.S. Spruce beetles attack slowly growing spruce// Forest Science. 1985. V. 31 (4). P. 839–850.

  • Haukioja E. Plant defenses and population fluctuations of forest defoliators: mechanism-based scenarios // Annales Zoologici Fennici. 2005.  V. 42 (4). P. 313-325.

  • Haukioja E., Ossipov V., Lempa K. Interactive effects of leaf maturation and phenolics on consumption and growth of a geometrid moth // Entomologia Experimentalis et Applicata. 2002. V. 104 (1). P. 125-136.

  • Herms D.A., Mattson W.J. The dilemma of plants: to grow or defend // The Quarterly Review of Biology. 1992. V. 67 (3). P. 283-335.

  • Huberty A.F., Denno R.F. Plant water stress and its consequences for herbivorous insects: a new synthesis // Ecology. 2004. V. 85 (5). P. 1383–1398.

  • Isaev A.S., Soukhovolsky V.G., Tarasova O.V., Palnikova E.N. and Kovalev A.V. Forest insect population dynamics, outbreaks and global warming effects. New York: J. Wiley and Sons, 2017. 286 p.

  • Kumbas M., Bauce É. Spruce budworm biological and nutritional performance responses to varying levels of monoterpenes // iForest-Biogeosciences and Forestry. 2013. V. 6 (6). P. 310-314.

  • Larsson S. Resistance in trees to insects – an overview of mechanisms and interactions // Mechanisms and Deployment of Resistance in Trees to Insects (eds. Wagner M.R., Clancy K.M., Lieutier F., Paine T.D.). New York: Kluwer Academic Publishers, 2002, P. 1-29.

  • Mumm R., Hilker M. Direct and indirect chemical defence of pine against folivorous insects // Trends in Plant Science. 2006. V. 11 (7). P. 351–358.

  • Stevens M.T., Waller D.M., Lindroth R.L. Resistance and tolerance in Populus tremuloides: genetic variation, costs, and environmental dependency // Evolutionary Ecology. 2007. V. 21 (6). P. 829-847.

  • Strauss S.Y., Agrawal A.A. The ecology and evolution of plant tolerance to herbivory // Trends in Ecology & Evolution. 1999. V. 14 (5). P. 179-185.

  • Straw N.A. The impact of pine looper moth, Bupalus piniaria L. (Lepidoptera; Geometridae) on the growth of Scots pine in Tentsmuir Forest, Scotland. // Forest Ecology and Management. 1996. V. 87 (1-3). Р. 209-232.

  • Thomas A.W. Food consumption and utilization by 6th-instar larvae of spruce budworm, Choristoneura fumiferana: a comparison on three Picea (spruce) species// Entomologia Experimentalis et Applicata. 1989. V. 52 (3). Р. 205-214.

  • Wise M.J., Abrahamson W.G. Effects of resource availability on tolerance of herbivory: a review and assessment of three opposing models // American Naturalist. 2007. V. 169 (4). P. 443-454.

  • https://www.ldeo.columbia.edu/tree-ring-laboratory/resources/software  Lamon-Doherty Earth Observatory, Columbia University Earth Institute (дата обращения 17.02. 2015)