CC BY
18СОСТАВ ФАУНЫ И ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ ЖЕСТКОКРЫЛЫХ (COLEOPTERA) ПРИ ЛЁТЕ В СВЕТОЛОВУШКИ В УСЛОВИЯХ КРАСНОДАРА
1 7
А.С. Сажнев , Е.Ю. Родионова
1 Институт биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН, Россия
e-mail: sazha,lisl.ru
о „
Кубанский государственный университет, Россия e-mail: rigaeyagmail.com
В статье описывается опыт применения световой ловушки-аппликатора со светодиодами при изучении состава фауны и динамики численности жесткокрылых при лёте на искусственный источник света в условиях городской среды г. Краснодара. Сборы проводили в летний период 2019 г. в заброшенных яблоневых садах Федерального научного центра биологической защиты растений (45°02'56.5"N 38°52'22.1"E). Всего за время исследований было собрано 7699 экз. жесткокрылых из 36 семейств. Наибольший процент в сборах по количеству экземпляров составили Staphylinidae - 39.16%; Heteroceridae - 16.44%; Dytiscidae - 10.81%; Cantharidae - 9.66%; Carabidae - 6.90%; Latridiidae - 6.59% и Hydrophilidae - 5.33%; остальные семейства составили 5.31% от общего числа. За время сезона наблюдений отмечено два пика численности, привлеченных на свет жесткокрылых, первый - с середины июня до начала июля, второй - в середине августа.
Ключевые слова: жуки, биоразнообразие, ловушка-аппликатор, светодиоды, фотоксены
Введение
Использование световых ловушек различной конструкции - это один из эффективных методом сбора энтомологического материала, в частности, жесткокрылых насекомых (Горностаев, 1984). Сборы на свет имеют широкий потенциал и богатый спектр привлекаемых таксонов жесткокрылых (Hébert et al., 2000; Цуриков, 2001; Алексеев, Шаповал, 2011, 2012; Сажнев, 2015; Price & Baker, 2016; Сажнев, Родионова, 2019), что способствует изучению биоразнообразия. В селитебных ландшафтах важность этого направления обусловлена недостаточной изученностью городской фауны, явной синанропизацией некоторых видов, тесно связанной с инвазионными процессами, проходящими в городской среде, а также высокой степенью трансформации экосистем в условиях антропогенного прессинга. С другой стороны, интенсивность городского освещения служит источником светового загрязнения, снижение воздействия которого на насекомых возможно с заменой основных источников света в городах на светодиоды (light-emitting diodes, LED) (Carannante et al., 2021; Martín et al., 2021).
Материал и методы
Сборы проводили в летний период 2019 г. (5.06-30.08) в черте г. Краснодар (45°02'56.5"N 38°52'22.1"E) в заброшенных яблоневых садах Федерального научного центра биологической защиты растений (ФГБНУ ФНЦБЗР) с применением оригинальной светоловушки-аппликатора (Садков-ский и др., 2015) со сверхъяркими светодиодами (LED), апробированной нами ранее (Сажнев, Родионова, 2019).
Конструкция ловушки-аппликатора (рис. 1) в верхней части имеет крышку с солнечной батареей, к которой прикреплены две взаимно перпендикулярных пластины, размещенных на конусе светоизлучателя. С нижней стороны крышки расположены датчики освещения с фоточувствительными элементами. Светодиодная лента имеет разную длину волны на своем протяжении. Для привлечения насекомых использовали светодиоды ультрафиолетового свечения сверху и белое светодиодное свечение снизу (цветовая температура 5000 К). В нижней части устройства находится цилиндр с садком-насекомоприемником.
Благодаря светочувствительным элементам, светодиоды включаются автоматически в сумеречное время, светодиодное излучение привлекает насеко-мых-фотоксенов, которые, ударяясь о перпендикулярно расположенные пластиковые пластины через цилиндр, попадают в садок (насекомоприемник). С рассветом, светодиоды выключаются.
Рис. 1. Ловушка-аппликатор: 1 - общий вид, 2 - детали строения, видны светодиоды, пластиковые пластины и воронка насекомоприемника.
Fig. 1. Trap applicator: 1 - general view, 2 - details of the structure, visible LEDs, plastic plates and insect receiver funnel.
Ловушку устанавливали на высоте 2 м. Средняя продолжительность работы ловушки - 6 часов в сутки (общая продолжительность за период исследования составила примерно 528 часов). Накопившихся в имагоуловителе насекомых извлекали по мере накопления каждые 2-3 дня (иногда реже), что и считали интегральной пробой. Всего за 87 календарных дней было отобрано 27 проб.
При анализе полученных данных по совокупности проб определяли индекс видового богатства (d), основанный на учете числа видов в отдельных пробах к количеству особей: d = S/VN; где S - число видов и N - число экз. в пробе (Пе-сенко, 1982). Параллельно с этим применяли показатель видового разнообразия Маргалефа: а = (S - 1)/ln N; где S - число видов, N - число экз. (Margalef, 1968).
Фотографии общего вида ловушки сделаны вторым автором. Графики и диаграммы построены в программе Microsoft Excel.
Результаты и обсуждение
Всего за время исследований было собрано 7699 экз. жесткокрылых из 36 семейств (Aderidae, Anobiidae, Anthicidae, Attelabidae, Cantharidae, Carabidae, Cerambycidae, Chrysomelidae, Coccinellidae, Corylophidae, Cryptophagidae, Curculionidae, Dermestidae, Dytiscidae, Elateridae, Erotylidae, Gyrinidae, Helophoridae, Heteroceridae, Hydraenidae, Hydrochidae, Hydrophilidae, Laemophloeidae, Latridiidae, Leiodidae, Mordellidae, Nitidulidae, Oedemeridae, Phalacridae, Scarabaeidae, Scirtidae, Scraptiidae, Staphylinidae, Tenebrionidae, Throscidae и Zopheridae), в среднем на одну пробу приходится 285.18 экз. Из приведенных семейств, наибольший процент в сборах за все время исследований по количеству экземпляров составили Staphylinidae - 39.16%; Heteroceridae - 16.44%; Dytiscidae - 10.81%; Cantharidae - 9.66%; Carabidae - 6.90%; Latridiidae - 6.59% и Hydrophilidae - 5.33%; остальные семейства представлены в сборах в пределах 0.01-1.31% и в целом составляют 5.31% от общего числа.
Рис. 2. Процентные доли доминирующих семейств жесткокрылых за время исследований. Fig. 2. Percentage of dominant families of beetles during research time.
В пределах периода исследований доминирующие таксоны были распределены по-разному (рис. 2). Например, Cantharidae (мягкотелки) отмечены только в начале сезона с 10.06 по 24.06, они составляли подавляющую долю (от
24.50% - 10.06; 40.40% - 14.06 и 48.70% - 17.06 до 60.90% - 19.06) общего числа экземпляров за это время и в основном представлены в сборах видом Rhagonycha fulva (Scopoli, 1763).
Среди других таксонов в качестве сверхдоминантов были отмечены семейство Dytiscidae (38.0% - 24.06 и 68.4% - 15.07), представленное массовым видом Hydroglyphus geminus (Fabricius, 1792), семейство Heteroceridae (38.7% -21.06; 39.7% - 3.07 и 32.4% - 24.07) в составе трех видов Heterocerus fenestratus (Thunberg, 1784), H. fusculus Kiesenwetter, 1843 и H. obsoletus Curtis, 1828, семейство Latridiidae (40.0% - 14.06), представленное в основном видом Melanophthalma suturalis Motschulsky, 1844 и семейство Staphylinidae (в основном виды рода Carpelimus spp. и Philonthus quisquiliarius (Gyllenhal, 1810)), которое как сверхдоминантный таксон проявило себя наиболее постоянно - в 16 из 27 проб (36.0-79.0%).
В отдельных пробах в качестве доминантов отмечены представители семейств Elateridae и Coccinellidae, последнее представлено инвазионным видом Harmonía axyridis (Pallas, 1773), который активно расширяет свой ареал в Европейской части России (Ruchin et al., 2020; Sazhnev et al., 2020).
За время исследований удалось отследить динамику численности лёта жесткокрылых на свет (рис. 3). Распределение сделано по средним показателям численности в перерасчете на декады каждого месяца наблюдений.
500 -| 400 -300 -200 -100 -
1 2 3 1 2 3 1 2 3
VI VII VIII
Рис. 3. Динамика численности лёта жесткокрылых на свет за время исследований (по декадам). Пунктирная линия - линия тренда.
Fig. 3. Dynamics of the number of beetles flight at the light during the study (by decades of months). The dotted line - trend line.
За время летнего сезона наблюдений 2019 г. отмечено два пика численности, привлеченных на свет жесткокрылых, первый с середины июня и до начала июля, второй - в середине августа, что сопоставимо с аналогичными показаниями 2018 года на этой же территории (Сажнев, Родионова, 2019). Показатели видового богатства (d^. = 1.41; а = 11.12), как и в прошлом году (d^. = 1.38; а = 10.23) имеют достаточно низкие значения.
Исследования этого года, как и предыдущие, показали, что использование световой ловушки-аппликатора со сверхъяркими диодами (LED) имеет неплохой потенциал, но, уступает в уловистости другим моделям с ртутными и кварцевыми лампами, особенно с применением экрана для увеличения площади светового пятна. Немаловажную роль играет выбор места при установки лову-
шек. Так, в черте города большое значение имеет наличие светового загрязнения, а в условиях нашего исследования - нарушенные биотопы и агроландшаф-ты. Световые ловушки обладают невысокой селективностью, поэтому использовать их выборочно в качестве средств контроля численности вредных для сельского хозяйства видов вряд ли оправдано, хотя перспективы при использовании конкретных длин волн и разных современных технических инноваций на сельскохозяйственных монокультурах несомненно есть (Meshram et al., 2018; Carvalho de et al., 2021; Pan et al., 2021).
Работа А.С. Сажнева выполнена в рамках государственного задания министерства науки и высшего образования Российской Федерации №121051100109-1.
Список литературы
Алексеев В.И., Шаповал А.П. 2011. Жесткокрылые (Coleoptera), пойманные световой ловушкой на Куршской косе: материалы 2009 года // Труды Мордовского государственного природного заповедника им. П.Г. Смидовича. Вып. 9. С. 4-19.
Алексеев В.И., Шаповал А.П. 2012. Видовой и количественный состав жесткокрылых (Coleoptera), пойманных на свет в 2010 г. в национальном парке Куршская коса (Россия) // Труды Мордовского государственного природного заповедника им. П.Г. Смидовича. Вып. 10. С. 196-211.
Горностаев Г.Н. 1984. Введение в этологию насекомых-фотоксенов (лёт насекомых на искусственные источники света) // Этология насекомых. Л.: Наука Ленингр. отделение. С. 101-167.
Песенко Ю.А. 1982. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях. М.: Наука. 288 с.
Садковский В.Т., Соколов Ю.Г., Пачкин А.А., Худой Ф.Ф., Исмаилов В.Я. Саламатин
B.Н., Ермоленко С.А. 2015. Ловушка-аппликатор для насекомых. Патент на полезную модель № 152224. Дата регистрации: 10.05.2015.
Сажнев А.С. 2015. Жесткокрылые (Coleoptera), пойманные световой ловушкой на территории национального парка «Хвалынский» (Саратовская область) // Научные труды государственного природного заповедника «Присурский». Т. 30. Вып. 1. С. 222-225.
Сажнев А.С., Родионова Е.Ю. 2019. Жесткокрылые (Insecta: Coleoptera), собранные в световые ловушки со сверхъяркими светодиодами на территории Краснодара // Известия Саратовского университетата. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. Т. 19. Вып. 2.
C. 188-195.
Цуриков М.Н. 2011. Структура комплекса жесткокрылых (Coleoptera, Insecta), прилетающих на источник света в заповеднике «Галичья гора» // Известия РАН. Сер. Биологическая. № 3. С. 308-313.
Carannante D., Blumenstein C.S., Hale J.D., Arlettaz R. 2021. LED lighting threatens adult aquatic insects: Impact magnitude and distance thresholds. Ecological Solutions and Evidence. Vol. 2. №2. P. 1-12.
Carvalho de M.W.M., Hickel E.R., Bertoldi B., Knabben G.C., de Novaes Y.R. 2021. Design of a smart LED lamp to monitor insect populationsin an integrated pest management approach. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. Vol. 25. №4. P. 270-276.
Hébert C., Jobin L., Fréchette M. et al. 2000. An Efficient Pit-light Trap to Study Beetle Diversity // Journal of Insect Conservation. Vol. 4. P. 189-200.
Margalef R. 1968. Perspectives in ecological theory. Chicago, University Chicago Press. 111 p.
Martín B., Pérez H., Ferrer M. 2021. Light-Emitting Diodes (LED): A Promising Street Light System to Reduce the Attraction to Light of Insects // Diversity. Vol. 13. №89. P. 1-12.
Meshram S.A., Kapade S.A., Chaudhari A.D., Nagane K.B. 2018. Design a solar light trap for control of field crop insects. International Research Journal of Engineering and Technology. Vol. 5. P. 1252-1254.
Bun. 27. 2021
Pan H., Liang G., Lu Y. 2021. Response of Different Insect Groups to Various Wavelengths of Light under Field Conditions. Insects. Vol. 12. № 427. P. 1-11.
Price B.W., Baker E. 2016. Night Life: A cheap, robust, LED based light trap for collecting aquatic insects in remote areas // Biodiversity Data Journal. № 4. P. 1-18.
Ruchin A.B., Egorov L.V., Lobachev E.A., Lukiyanov S.V., Sazhnev A.S., Semishin G.B., 2020. Expansion of Harmonía axyridis (Pallas, 1773) (Coleoptera: Coccinellidae) to European part of Russia in 2018-2020 // Baltic Journal of Coleopterology. Vol. 20. №1. P. 51-60.
Sazhnev A.S., Anikin V.V., Zolotukhin V.V. 2020. Overwintering and new records of invasive harlequin ladybird Harmonia axyridis (Pallas, 1773) (Coleoptera: Coccinellidae) after mass expansion to European part of Russia in 2018-2019 // Russian Journal of Ecosystem Ecology. Vol. 5. №4. P. 1-6.
References
Alekseev V.I., Shapoval A.P. 2011. Beetles (Coleoptera) caught by a light trap on the Curonian Spit: materials of 2009 // Proceedings of the Mordovia State Nature Reserve named P.G. Smidovich. Vol. 9. P. 4-19. [In Russian]
Alekseev V.I., Shapoval A.P. 2012. Species and quantitative composition of beetles (Coleoptera) caught in 2010 in the Curonian Spit National Park (Russia) // Proceedings of the Mordovia State Nature Reserve named P.G. Smidovich. Vol. 10. P. 196-211. [In Russian].
Carannante D., Blumenstein C.S., Hale J.D., Arlettaz R. 2021. LED lighting threatens adult aquatic insects: Impact magnitude and distance thresholds. Ecological Solutions and Evidence. Vol. 2. №2. P. 1-12.
Carvalho de M.W.M., Hickel E.R., Bertoldi B., Knabben G.C., de Novaes Y.R. 2021. Design of a smart LED lamp to monitor insect populationsin an integrated pest management approach. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. Vol. 25. №4. P. 270-276.
Gornostaev G. N. 1984. Introduction to the ethology of insect photoxenes (insects flying to artificial light sources) // Ethology of Insects. Leningrad, Nauka Publ. P. 101-167. [In Russian]
Hébert C., Jobin L., Fréchette M. et al. 2000. An Efficient Pit-light Trap to Study Beetle Diversity // Journal of Insect Conservation. Vol. 4. P. 189-200.
Margalef R. 1968. Perspectives in ecological theory. Chicago, University Chicago Press.
111 p.
Martín B., Pérez H., Ferrer M. 2021. Light-Emitting Diodes (LED): A Promising Street Light System to Reduce the Attraction to Light of Insects // Diversity. Vol. 13. №89. P. 1-12.
Pan H., Liang G., Lu Y. 2021. Response of Different Insect Groups to Various Wavelengths of Light under Field Conditions. Insects. Vol. 12. № 427. P. 1-11.
Pesenko Yu.A. 1982. Principles and methods of quantitative analyses in faunistic studies. Moscow, Nauka Publ. 288 p. [In Russian]
Price B.W., Baker E. 2016. Night Life: A cheap, robust, LED based light trap for collecting aquatic insects in remote areas // Biodiversity Data Journal. №4. P. 1-18.
Sadkovsky V.T., Sokolov Yu.G., Pachkin A.A., Hudoi F.F., Ismailov V.Ya., Salamatin V.N., Ermolinko S.A. 2015. Insect trap applicator. Patent for useful model № 152224. Date of registration 10.05.2015. [In Russian]
Ruchin A.B., Egorov L.V., Lobachev E.A., Lukiyanov S.V., Sazhnev A.S., Semishin G.B., 2020. Expansion of Harmonia axyridis (Pallas, 1773) (Coleoptera: Coccinellidae) to European part of Russia in 2018-2020 // Baltic Journal of Coleopterology. Vol. 20. №1. P. 51-60.
Sazhnev A.S. 2015. Beetles (Coleoptera), collected by the light trap in the territory of the National Park «Khvalynsky» (Saratov region) // Scientific works of the State Nature Reserve «Prisursky». T. 30. Vol. 1. P. 222-225. [In Russian]
Sazhnev A.S., Anikin V.V., Zolotukhin V.V. 2020. Overwintering and new records of invasive harlequin ladybird Harmonia axyridis (Pallas, 1773) (Coleoptera: Coccinellidae) after mass expansion to European part of Russia in 2018-2019 // Russian Journal of Ecosystem Ecology. Vol. 5. №4. P. 1-6.
Sazhnev A.S., Rodionova E.Yu. 2019. The Beetles (Insecta: Coleoptera), collected by the light traps with super bright LEDs on the territory of Krasnodar. // Izv. Saratov Univ. (N. S.), Ser. Chemistry. Biology. Ecology. T. 19. Vol. 2. P. 188-195. [In Russian]
Tsurikov M.N. 2011. The structure of the beetle complex (Coleoptera, Insecta) arriving at the light source in the Nature Reserve «Galichya Gora» // News of the Russian Academy of Scien ces. Ser. Biological. Vol. 3. P. 308-313. [In Russian]
FAUNA COMPOSITION AND DYNAMICS OF NUMBER OF BEETLES (COLEOPTERA) DURING THE FLIGHT AT LIGHT TRAPS IN THE
KRASNODAR CITY
1 7
Alexey S. Sazhnev , Elena Yu. Rodionova
lPapanin Institute for Biology of Inland Waters of RAS, Russia e-mail: sazh@,list.ru 2Kuban State University, Russia e-mail: rigaey@gmail.com
The article described the experience of using a light trap-applicator with LEDs for studying the fauna composition and the dynamics of the number of beetles when flying to an artificial light source in an urban environment in Krasnodar. The material was collected in the summer of 2019 in an abandoned apple orchards of the Federal Scientific Center for Biological Plant Protection (45°02'56.5"N, 38°52'22.1"E). In total, 7699 specimens Coleoptera from 36 families were collected during the research time. The maximum percentage in collections by the number of specimens was Staphylinidae - 39.16%; Heteroceridae - 16.44%; Dytiscidae - 10.81%; Cantharidae - 9.66%; Carabidae - 6.90%; Latridiidae - 6.59% and Hydrophilidae - 5.33%; the others families accounted for 5.31% of the total. During the observation season, there were two peaks in the abundance of beetles attracted to light, the first from mid-June to early July, and the second in mid-August. Key words: beetles, biodiversity, trap applicator, LEDs, photoxenes
