Красноярцы научились из космоса выслеживать насекомых — вредителей леса

Увеличение количества лесных насекомых-вредителей называют вспышками. Выявить такое явление можно традиционными методами, а вот определить, когда и где она случится, куда сложнее. Тем актуальнее недавнее открытие красноярских исследователей. Наши учёные разработали методику, которая позволит прогнозировать рост численности мелких таёжных агрессоров ещё до того, как они успели причинить существенный ущерб деревьям.

Трудная борьба с агрессором

Проблема с паразитами, которые в прямом смысле уничтожают сибирские леса, существует уже много лет. Полчища насекомых захватывают всё большую территорию. Массовое размножение вредителей приводит к ослаблению и гибели основных лесных экосистем, а значит, к значительным экономическим и экологическим потерям.

Особенно активны эти процессы в лесах Северного полушария, где на рост численности паразитических популяций влияет изменение климата. При этом наземные обследования количества вредителей и оценка риска их массового размножения затруднительны — площадь сибирских лесов слишком велика, а многие места в тайге крайне труднодоступны. Также важно, что признаки ослабления деревьев, ухудшение состояния крон и повреждение стволов обнаруживаются на поздних стадиях, когда контролировать численность вредителей почти невозможно. Поэтому прогноз массового размножения насекомых и повышение устойчивости лесов должны быть основными задачами в борьбе с агрессорами.

Несмотря на то, что полностью победить вредителей пока не удаётся, учёные не теряют надежды. Недавно «Городские новости» рассказывали о проекте международного научного коллектива, в котором участвовали и красноярские исследователи. Они нашли способ ограничить распространение уссурийского жука полиграфа. Короед наносит ущерб пихтовым лесам и на сегодня повредил уже сотни тысяч гектаров хвойника. Учёные предлагают использовать против него, а также других вредителей ловушки с феромонами — веществами, которые выделяют жуки, чтобы обеспечивать коммуникацию друг с другом. Этот метод позволяет обнаружить вредителя в древостое, определить границы его распространения и даже заражать полиграфа болезнями.

Приманка для жука

Сейчас экспериментаторы из красноярского Института леса представили новое открытие. На этот раз они рассказали, как можно определить наличие в лесах трёх видов вредителей: полиграфа (он, как уже было отмечено, уничтожает пихты), сибирского шелкопряда (паразитирует на всех видах хвойников) и белопятнистого усача (предпочитая хвойные деревья, не брезгует и лиственными). Наши учёные предлагают выявлять этих насекомых в сибирских лесах, используя данные дистанционного зондирования Земли со спутника. Эти сведения могут оказаться полезными ещё на той стадии, когда нет видимых повреждений деревьев, что позволит вовремя принять меры и минимизировать ущерб тайге.

— Разработка методов прогнозирования массового размножения насекомых необходима, поскольку важно определить области будущих вспышек по крайней мере за один или два сезона до того, как вредители нанесут ущерб. Это позволит заранее разработать эффективные превентивные меры, — рассказал Владислав Суховольский, доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Института леса имени В. Н. Сукачева СО РАН.

Исследование проводилось на популяциях сибирского шелкопряда, белопятнистого усача и полиграфа в таёжных лесах Красноярского края. В экспериментальную работу попало одно потенциальное место вспышки: там повреждения деревьев ещё не были заметны, но в расставленных в данном районе феромонных ловушках были обнаружены особи сибирского шелкопряда.

Взгляд со спутника

Данные, добытые наземным способом, сравнили с теми, что были представлены на спутниковых снимках. Учёным были важны такие показатели, как поглощение солнечной радиации хлорофиллом в кроне деревьев и отражение той же радиации клеточными структурами листьев. Соотношение этих характеристик называется индексом NDVI (Normalized Difference Vegetation Index — нормализованный относительный индекс растительности) и является высокоточной методикой оценки состояния растений.

Исследования показали, что реакция деревьев на изменения окружающей среды замедляется уже за два года до появления видимых повреждений растений насекомыми.

— Для выявления зон будущих вспышек использовались данные о том, как меняются спектральные характеристики в ответ на колебание температуры. Для оценки функций отклика нам было необходимо изучить сезонные кривые выбранных показателей. В этом специфика нашего подхода. Предлагаемая методика способна обнаруживать очень ранние стадии увеличения популяции насекомых. При этом для оценки нам требуется один день работы на компьютере без посещения леса. Этот результат открывает возможности для анализа ситуации на любой территории, покрытой растительностью. Дальнейшие исследования, вероятно, помогут точнее оценить риск увеличения численности сибирского шелкопряда, — отметил Владислав Суховольский.

Нюанс

Данную работу красноярские учёные провели совместно с коллегами из Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН (Москва) и Института систематики и экологии животных СО РАН (Новосибирск). Исследование поддержано Российским научным фондом (грант № 23-66-10015). Результаты научного проекта опубликованы в журнале Forests.

Акцент

На латыни сибирский шелкопряд называется Dendrolimus sibiricus Tschetv, белопятнистый усач — Monochamus urussovi Fischer, а полиграф — Polygraphus proximus Blandford.

Материал подготовлен совместно с ФИЦ КНЦ СО РАН при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».

Фото предоставлены КНЦ СО РАН. Автор: Анастасия Тамаровская