CC BY
0УДК 638.19; 595.799; 551.5 (470.630) 63 DOI: 10.24412/cl-37200-2024-1456-1459
АРИДИЗАЦИЯ КЛИМАТА И ПРИРОДНЫЕ ОПЫЛИТЕЛИ В СТЕПЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ
CLIMATE ARIDIZATION AND NATURAL POLLINATORS IN THE STEPPES
OF CENTRAL CISCAUCASIA
Ченикалова Е.В.
Chenikalova E.V.
ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр», Ставрополь, Россия FGBNU "North Caucasus Federal Scientific Agrarian Center", Stavropol, Russia
E-mail: entomolsgau@mail.ru
Аннотация. Рассмотрена проблема влияния засушливых лет на динамику численности природных опылителей разнотравных степей Предкавказья. Показано, что при засушливом предыдущем годе численность пчелиных сокращается. Корреляция между суммой эффективных температур (СЭТ, выше +10оС) и численностью пчелиных в следующем годку составляла - 0,80-0,86%. Засушливые годы сокращают период цветения разнотравной степной растительности и соответственно сбора пыльцы пчелиными, строительства ячеек и запасания корма для личинок, сокращая откладку яиц и коэффициент размножения. Наиболее вредны засушливые годы для степных видов шмелей, требовательных к увлажнению в стациях обитания. Сокращение численности пчелиных негативно не только для сохранения разнотравья, но и для опыления сельскохозяйственных культур. Череда засушливых лет ведет к опустыниванию восточных районов Центрального Предкавказья, а также в целом Восточного Предкавказья. Для преодоления проблемы требуется восстановление лесополос, возделывания многолетних трав, как злаковых, так и бобовых, особенно люцерны, эспарцета, донника и других. Сокращению обработок пестицидами должно способствовать восстановление отрасли овцеводства, выпас которых приводит к гибели кубышек саранчовых, против которых там ведутся главным образом опрыскивания.
Ключевые слова: Предкавказье, разнотравная степь, опылители, пчелиные.
Abstract. The problem of the influence of dry years on the population dynamics of natural pollinators in the forb steppes of the Ciscaucasia is considered. It has been shown that during a dry previous year, the number of bees decreases. The correlation between the sum of effective temperatures (SET, above +10°C) and the number of bees in the next year was - 0.80-0.86%. Dry years shorten the period of flowering of forb steppe vegetation and, accordingly, the collection of pollen by bees, the construction of cells and the storage of food for larvae, reducing egg laying and the reproduction rate. Dry years are the most harmful for steppe species of bumblebees, which require moisture in their habitats. The reduction in the number of bees is negative not only for the conservation of forbs, but also for the pollination of agricultural crops. A series of dry years leads to desertification of the eastern regions of the Central Ciscaucasia, as well as the Eastern Ciscaucasia as a whole. To overcome the problem, it is necessary to restore forest belts and cultivate perennial grasses, both cereals and legumes, especially alfalfa, sainfoin, sweet clover and others. The reduction in pesticide applications should be facilitated by the restoration of the sheep industry, the grazing of which leads to the death of locust egg capsules, against which spraying is mainly carried out there.
Key words: Ciscaucasia, forb steppe, pollinators, bees.
Введение. Степи Предкавказья, как продолжение степного пояса юга Русской равнины, достаточно разнообразны. по своему флористическому составу и включают несколько основных типов. В зоне Центрального Предкавказья, согласно классификации В.Н. Кононова и В.Г. Танфильева (1968), встречаются ковыльно-типчаково-полынные и полынные, ковыльно-типчаково-разнотравные степи без байрачных лесов, ковыльно-типчаково-разнотравные степи с байрачными лесами, а также луговидные степи. Среди целинных участков степей преобладают ковыльно-типчаково-разнотравные [1, 2].
Предкавказье - регион на стыке двух физико-географических стран - Русской равнины и большого Кавказа. Центральную его часть занимает Ставропольский край. Ландшафты равнин Предкавказья на Ставрополье представлены лесостепной, степной и полупустынной провинциями, ландшафты большого Кавказа - провинцией предгорных степных и лесостепных ландшафтов и провинцией среднегорных ландшафтов лесостепей и остепненных лугов. Равнинные лесостепи представлены типичными и байрачными видами, они - разнотравно-злаковые, злаковые и сухие, предгорные степи - луговидные. Все эти типы ландшафтов достаточно уязвимы [3, 4]. Гидротермический коэффициент является интегральным показателем условий тепло- и
влагообеспечения вегетационного периода, а его пространственное размещение позволяет судить о продуктивности сельскохозяйственных культур на изучаемой территории. Так, в 1976-1980 гг. для большей части степной зоны Северного Кавказа были характерны лесостепные условия, тогда как в 2011-2015 гг. - уже степные. Хорошо выражена изменчивость условий увлажнения в восточной, полупустынной части Северного Кавказа, поскольку изменчивость климатических условий характера для переходных зон [3]. Исследования климатологов подтверждают аридизацию климатических условий Центрального Предкавказья в начале 21 века. Изотермы января сместились к северу, а температура июля повысилась в среднем на 2 градуса [4].
Для сохранения генетического разнообразия цветковой растительности необходимо перекрестное опыление, которое осуществляется только пчелиными. В связи с недостаточным развитием пчеловодства, массовой гибелью пчелосемей из-за широкого применения химических средств защиты растений основная опылительная деятельность производится природными опылителями - одиночными пчелами и шмелями.
К особенностям растительного покрова Центрального Предкавказья относится густая сеть полезащитных лесополос, представляющих собой живые зеленые изгороди, состоящие из древесно-кустарниково-травянистых растительных комплексов, а также разнотравья [1]. Лесополосы служат укрытиями для многих полезных организмов и путями их миграций, как протяженные на многие километры местообитания [5].
Материал и методы. Мы проводили исследования видового состава и динамики численности природных опылителей на ковыльно-типчаково-разнотравных мало затронутых антропогенными воздействиями степных участках в окрестностях г. Ставрополя, Шпаковского, Изобильненского, Александровского, Буденновского Минераловодского районов края, в Ставропольском ботаническом саду им. В.В. Скрипчинского в 1995-2005 гг. [6, 7]. Сборы пчелиных продолжаются и до настоящего времени. Применяются стандартные сборы пчелиных с помощью энтомологического сачка, а также индивидуальные сборы на цветках растений с помощью пробирки. Сборы проводили в течение всего вегетационного периода в окультуренных и естественных стациях. Пчелиных собирали с помощью энтомологического сачка. Шмелей отлавливали индивидуально пробиркой по методике Ю.А. Песенко, К.К. Фасулати [8, 9]. Определение видов пчелиных проводили с помощью «Определителя насекомых Европейской части СССР», т. 3 [10] и других определителей [11-12].
Результаты исследований и их обсуждение. Фауна одиночных пчелиных Центрального Предкавказья составляет по нашим данным 330 видов [4].
Нами установлено, что для комплекса апидофауны региона (таблица 1) характерно большое количество редко встречающихся видов (232 вида), а также видов со средним обилием (64 вида) -всего 296 видов из 330 выявленных [4-6]. Такое положение пчелиных свидетельствует о большой уязвимости редко встречающихся видов со стороны антропогенных и прочих неблагоприятных факторов. Редкая встречаемость большинства видов пчелиных свидетельствует о необходимости охраны этой группы насекомых в агроландшафтах и создания для них благоприятных условий обитания в посевах культур. Среди обычных и массовых видов пчел выявляются доминирующие виды, представляющие большую ценность как опылители, и эти виды также нуждаются в охране [13].
Таблица 1
Фауна надсемейства Apoidea Центрального Предкавказья (сборы1995-2020 гг.)
Семейства Количество видов в % от фауны
I. Colletidae 17 5,51
II. АМге^ае 76 23,03
III. НаПс^ае 98 29,69
IV. Mеlittidae 7 2,21
V. Megachilidae 69 20,91
VI. Apidae 72 19,09
Итого 330 100
Для пчел и их расплода, находящегося в почве или полостях растений, умеренно-сухая погода довольно благоприятна, так как меньше развиваются гнилостные процессы в запасах корма, стенках ячеек и на самих личинках пчел. В умеренно-засушливый период идет интенсивнее
выделение нектара цветками большинства растений, оптимальна концентрация сахаров в нем и его привлекательность для пчел. Сухая пыльца растений более пригодна для опыления растений пчелами, так как в сухую погоду пыльцевые зерна медленнее прорастают, что повышает эффективность опыления. Такие пыльцевые зерна более благоприятны и для запасания их пчелами в качестве корма. Они лучше собираются в скопу пчел, прессуются в ней и переносятся в ячейки.
Годы же с крайне засушливым летом неблагоприятны для пчел, так как значительно сокращается длительность периода цветения растений и период активного строительства ячеек самками пчел, что способствует сокращению численности пчел второго поколения в текущем году и их популяций следующем году. Засуха особенно неблагоприятна для влаголюбивых видов шмелей.
Оптимальными погодными условиями для развития одиночных пчел в Центральном Предкавказье являются умеренно-теплые и сухие годы с выпадением 550-630 мм осадков, суммой эффективных температур 3200-3300°С. А для шмелей благоприятны умеренно-теплые и прохладные годы, также с сухой погодой. Эти различая объясняются большей засухоустойчивостью одиночных пчел и предпочтением влажных лет шмелями [4]. В наиболее жаркие и засушливые годы, с осадками ниже 600 мм и СЭТ выше 3400°С, численность пчел и шмелей снижается.
В годы с близким к норме выпадением осадков - около 630 мм и СЭТ около 3150°С, умеренно теплыми и влажными, численность пчел имеет тенденцию к нарастанию, а засуха на протяжении текущего десятилетия снижает численность их популяций.
Корреляционно-регрессионный анализ влияния погодных условий на численность пчел показал, что их плотность более тесно коррелирует с температурными условиями не текущего, а предыдущего года. Наиболее тесной оказалась связь численности пчел с суммой эффективных температур и среднегодовой температурой (г=-0,80-0,86%). Так как годы проведения наших наблюдений отличались превышением средних многолетних температур, то корреляция оказалась отрицательной. Повышенные температуры летних месяцев и последних лет неблагоприятны для сохранения численности пчелиных.
Заключение. Как следует из приведенного анализа, для популяций пчел зоны исследований оптимальны умеренные температуры и влажность, близкие к среднемноголетним нормам, а отклонения погодных условий от нормы вызывают флуктуации численности пчелиных. Выявленные закономерности и рассчитанные коэффициенты корреляции позволяют прогнозировать изменения численности опылителей в следующем сезоне.
Начало лета пчелиных отмечается в марте, а заканчивается к концу октября. Максимальная численность пчелиных в течение сезона в Центральном Предкавказье отмечается в мае-июне. Численность одиночных пчел на цветущем разнотравье достигает в этот период 25-30 экз./100 м2, а в среднем за сезон - 15 экз./100 м2. Численность шмелей соответственно 11-12,5 экз./100 м2 и 7,5 экз./100 м2.
В течение всего периода активности, или весенне-осеннего сезона, пик численности пчел и шмелей приходится на май-июнь, хотя высокая численность может сохраняться вплоть до августа, когда происходит лет особей второго поколения бивольтинных видов, рабочих шмелей и особей их обоеполого поколения. Тесные коэволюционные и коадаптивные связи цветковых растений и пчел взаимно обеспечивают длительную активность этих насекомых в регионе с марта по октябрь. Длительность этого периода создает дополнительную устойчивость и высокую степень адаптивности к изменяющимся условиям среды данной трофической системы. Большинство видов апидофауны Центрального Предкавказья характеризуется весенне-раннелетними периодами лета, синхронно с цветением (IX этап органогенеза) большинства цветковых растений в изучаемом регионе, что свидетельствует о высокой степени онтогенетической сопряженности пчелиных и энтомофильных растений степных стаций [6].
Поддержание флористического разнообразия агроландшафтов возделыванием энтомофильных культур, восстановление лесополос, ограничение обработок пестицидами вблизи лесополос, сохранение разнотравных степных участков способствует охране популяций пчелиных в неблагоприятные для них годы с повышенными температурами летнего сезона.
Список литературы
1. Дзыбов Д.С., Чащин Я.Т. Медоносные растения Ставрополья. Ставрополь, 1990. 88 с.
2. Кононов В.Н., Танфильев В.Г. Атлас Ставропольского края. Ставрополь, 1968. 150 с.
3. Братков В.В., Астанин Д.С., Бекмурзаева Л.Р. Картографирование современных климатических изменений Северного Кавказа на основе данных дистанционного зондирования земли низкого пространственного разрешения // Аэрокосгические исследования климфотограмметрия. Т. 66. № 6. 2022. С. 82-96.
4. Бадахова Г.Х., Каплан Г.Л., Кравченко Н.А. Изменение климата и экологические риски в Центральном Предкавказье // Проблемы и перспективы современной науки: Материалы V Междунар. науч.-практ. конф. М., 2015. С. 123-128.
5. Смелянский И. Сохранение биоразнообразия на сельскохозяйственных землях и судьба степей // Степной бюллетень. 2002. № 12. С. 2-5.
6. Ченикалова Е.В. Дикие пчелиные Ставрополья, их эффективность и охрана в агроландшафтах: монография. Ставрополь, АГРУС, 2005. 112 с.
7. Ченикалова Е.В. Биоразнообразие и зоогеография пчелиных // Соврем. проблемы биологии и экологии: Материалы докл. Междунар. науч.-практ. конф. (г. Махачкала, 10-12 марта 2011 г.). Махачкала, 2011. С. 92-93.
8. Песенко Ю.А. К методике количественного учета насекомых-опылителей. // Экология. 1972. № 3. Вып. 1. С. 89-95.
9. Фасулати, К.К. Полевое изучение наземных беспозвоночных. М.: Высш. школа, 1971. 424 с.
10. Определитель насекомых Европейской части СССР / Ред. С.П. Тарбинский, Н.Н. Плавильщиков. М.;Л., 1948. С. 761-768.
11. Определитель насекомых европейской части СССР / Ред. раздела Д.В. Панфилов, А.А. Пономарева. Т. 3. Перепончатокрылые. Л.: Наука, 1978. С. 279-519.
12. Осичнюк Г.З. Бджолини (Apidae) Правобережного Степу Украши. Т. 12. Вип. 5. Кшв: Наук. думка, 1977. 328 с.
13. Ченикалова Е.В. Роль посевов энтомофильных культур в сохранении полезной энтомофауны при органическом земледелии // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем. Становление и перспективы развития органического земледелия в Российской Федерации: Тр. Междунар. науч.-практ. конф. Краснодар: ВНИИБМЗР, 2018. С. 133-137.
