XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Полиграф, или почему вечнозеленые краснеют?
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Мы с семьей часто гуляем в лесу и однажды я заметил, что те деревья, которые должны быть вечнозелеными, стоят красные. Заинтересовавшись этим вопросом, я решил исследовать это явление.
Оказывается, что хвойные деревья повреждает маленький жучок – уссурийский полиграф. Актуальность этой темы важна, потому что год от года красных верхушек хвойных деревьев становится все больше и больше и нужно понимать, как мы можем помочь «легким планеты»!
Проблема: гибель хвойных деревьев.
Гипотезы:
-
Предположим, что от жука-полиграфа можно избавиться.
-
Предположим, что поврежденные деревья можно спасти.
Цель исследования: изучить вредителя и методы борьбы с ним.
Объект исследования: поврежденные и здоровые хвойные деревья.
Предмет исследования: уссурийский полиграф.
Задачи:
-
Собрать информацию о вредителе.
-
Провести исследование наносимого вреда жуком-полиграфом.
-
Сформулировать выводы.
Методы исследования:
-
Сбор и обобщение информации.
-
Проведение наблюдений.
-
Анализ материалов полученных в ходе практического исследования.
В разных источниках подробно описано как выглядит, размножается и питается уссурийский полиграф, но нигде нет единого мнения, как остановить стремительное распространение вредителя.
Данное исследование имеет прикладную ценность, поскольку даст информацию о вредителе и возможно, побудит ребят помочь в восстановлении лесов.
Глава 1. Теоретическая часть.
1.1. Уссурийский полиграф – кто же он.
Уссурийский полиграф является жуком-короедом небольших размеров до 2,5 или 3,3 миллиметра[1].
Личинка – белая, безногая, с хорошо выраженной головой, немного согнутая на брюшную сторону. Куколка – свободная, веретеновидной формы. После образования из личинки полупрозрачная, на 2–3-й день молочно-белая, на 4-й день происходит потемнение покровов, мандибул, глаз и лапок. К моменту от рождения жука куколка имеет преимущественно желтовато-белый цвет с темно-бурыми челюстями и глазами, зачатки крыльев дымчато-серого цвета. Развитие жука занимает 7(семь) суток. Имаго, куколки и личинки зимуют под корой, могут переносить очень низкие температуры (до минус 50 градусов) (рис.1).
Рис.1 Фазы развития уссурийского полиграфа
Семья уссурийского полиграфа заселяет ствол дерева, делает в нем поперечные ходы, в которых откладывает яйца. Новый жук появляется через 50 дней, проделывает в стволе пихты летное отверстие и покидает дерево [2]. Размножается один раз в год (рис.2).
Рис.2 Семья уссурийского полиграфа на срезе ствола
Численность потомства увеличивается в среднем в 6–7 раз. Если потомство малочисленно, то оно заселяет в основном погибшие деревья или деревья с ослабленной защитной реакцией. Многочисленная популяция насекомых начинает поражать и здоровые деревья диаметром от 6 см.
1.2 Каков вред?
Жук повреждает пихту, реже ель и кедр. Жуки живут под корой как в ослабленных и усыхающих деревьях, так и в свежезаготовленной пихтовой древесине и буреломных деревьях местных видов пихт. Поперечные ходы в стволе дерева вызывают концентрацию напряжений, что приводит к постепенному механическому разрушению ствола. Здоровые взрослые деревья сопротивляются нашествию насекомого, заливая его живицей - смолой. Пораженные деревья усыхают в течение 3–5 лет. В общей сложности погибает от 30 до 95 % пихтового массива[3]. Гибель деревьев сопровождается снижением биоразнообразия, изменением светового и гидрологических режимов и другими процессами, нарушающими установившееся равновесие в экосистеме леса. На освободившейся территории происходит увеличение травяного покрова, интенсивно разрастаются травы и кустарники. Это затрудняет восстановление лесов за счет выживших деревьев.
Вредоносность короеда усиливается переносимым им фитопатогенным грибом который вызывает некроз луба – поэтому и хвоя окрашивается в красный цвет (рис.3).
Рис.3 Смена окраса хвои после заражения фитопатогенным грибом
На второй-третий год после заселения деревьев вредителем происходит изменение окраски хвои, такие деревья усыхают и гибнут. Многочисленные вылетные отверстия и интенсивное смолотечение - первый признак наличия в дереве жука-вредителя. В местах натёков смолы могут быть некрозы [4].
Рис.4 Имаго (жук) уссурийского полиграфа
С квадратного дециметра одного зараженного ствола выходит до 90 жуков. Средней величины пихта дает 40–50 тысяч особей уссурийского полиграфа (рис.4). Получается, когда вспышка уже началась, остановить распространение этого вредителя практически невозможно. Однако на самых начальных этапах еще вполне можно принять действенные меры.
1.3 Враги полиграфа
Среди естественных врагов отмечены около тридцати видов насекомых. А также их хищниками являются дятлы, серые мухоловки, жуки-стафилиниды, муравьежуки, рыжие лесные муравьи и чёрные садовые (рис.5).
Так же чтобы избежать заноса и распространения, необходимо соблюдать требования фитосанитарного законодательства – своевременно отслеживать появление зараженных деревьев и быстро осуществлять их уничтожение. Вырубка поврежденных деревьев поможет избежать возникновения лесных пожаров [5].
Рис.5 Естественные враги уссурийского полиграфа
Глава 2. Практическая часть.
2.1. Проведение исследования.
Для определения мест заражения деревьев жуком-полиграфом мы провели визуальный осмотр лесов (рис.6).
Рис.6 Поиск и осмотр хвойных деревьев с характерной красной хвоей
П. Прикамский Чайковского района Пермского края - поражения зафиксированы на всей территории лесного массива (рис.7).
Рис.7 Зоны поражения хвойных деревьев в районе ФЦП по ЗВС «Снежинка»
Так же выездной осмотр подтвердил наличие вредителя на территории лесных массивов на трассе рядом с населенными пунктами д. Гаревая, д. Большой Букор и д. Малый Букор (рис.8).
Рис.8 Зоны поражения хвойных деревьев в районе с.Фоки Чайковский район
Такая же картина наблюдалась в заповеднике «Нечкинский» п. Новый Удмуртской Республики (рис.9).
Рис.9 Зоны поражения хвойных деревьев в районе п.Новый Воткинского района
На всех территориях на 20-30 здоровых деревьев приходится 1 зараженное.
2.2. Результат исследования
Для того что бы провести сравнительный анализ какие из хвойных деревьев подвергаются повреждению жуком–полиграфом были осуществлены срезы коры на здоровом и поврежденном дереве пихты, а так же у сосны.
Н а срезе здорового дерева мы видим отсутствие внутренних повреждений, нет ходов жука-полиграфа, отсутствует отмирание ткани и волокон (рис.10).
Рис.10 Срез здорового ствола
Рис.11 Срез зараженного ствола
На поверхности коры поврежденной пихты при визуальном осмотре видны небольшие множественные отверстия - лётные ходы жука (рис. 11).
В ходе осмотра хвойных обнаружено, что на всех встречающихся соснах не было внешних признаков поражения вредителем, отсутствует изменение цвета хвои. На сделанном срезе коры ствола сосны отсутствуют повреждения (рис. 12).
Рис.12 Срез ствола сосны
Выводы
При сборе и изучении информации о жуке-полиграфе я узнал, что он очень быстро распространяется, но вредит не всем хвойным деревьям.
После проведения визуальных наблюдений и осуществления срезов коры деревьев можно сделать вывод, что жук повреждает, на сегодняшний день, только деревья с тонкой и гладкой корой. Сосна обладает более плотной и бугристой структурой коры, как чешуйки, так же у сосны более обильное содержание смол в коре и стволе дерева, что затрудняет проникновение и заселение жуком. Смола заполняет лётные отверстия и ходы - размножение жука в таких условиях невозможно.
На сегодняшний день избавиться от данного вредителя не представляется возможным в связи с его стремительным распространением и медленным решение вопроса о вырубке зараженного леса на законодательном уровне.
К сожалению, мы можем лишиться половины лесного массива страны – пострадает тайга. А вслед за этим и вся экосистема планеты – все знают, что тайга это «легкие планеты».
Но не стоит забывать, что природа умеет приспосабливаться к новым условиям – главное ей не вредить и не мешать!
Библиографический список
-
Баранчиков Ю.Н., Петько В.М., Астапенко С.А., Акулов Е.Н., Кривец С.А. Уссурийский полиграф – новый агрессивный вредитель пихты// Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. 2021. № 4. С. 78–81.
-
Попова Т.А. Экология в школе. Мониторинг природной среды. Методическое пособие. – М.: творческий центр Сфера, 2015.
-
Катаев О.А., Поповичев Б.Г. Лесопатологические обследования для изучения стволовых вредителей в хвойных древостоях: Учебное пособие. СПб.: Санкт-Петербургская лесотехническая академия, 2021. 72 с.
-
Кривец С.А, Керчев И.А., Бисирова Э.М., Демидко Д.А., Петько В.М., Баранчиков Ю.Н. Распространение уссурийского полиграфа Polygraphus proximus Blandf. (Coleoptera, Curculionidae: Scolytinae) в Сибири // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической акад. 2019. Вып. 211. С. 33– 45.
-
Уссурийский полиграф в лесах Сибири (распространение, биология, экология, выявление и обследование поврежденных насаждений) /Методическое пособие. Под ред. С.А. Кривец и Ю.Н. Баранчикова. Томск–Красноярск: Изд-во «Умиум», 2020. 48 с.