Теория цикличности динамики популяций

автор:

источник: Массовые размножения насекомых. История, теория, прогнозирование // Е.Н. Белецкий

Основные положения современной теории динамики популяций и ее практическое применение в прогнозировании изложены В работе И.Я. Полякова (1983), И.Я. Полякова и др. (1980, 1984). Согласно этой теории, динамика популяций вредных организмов связана с изменением их жизнеспособности под влиянием условий питания, тепло- и водообмена, в которых проходило развитие отдельных поколений или возрастных групп. Изменчивость этих условий вызывает качественную морфофизиологическую перестройку состояния популяций, что проявляется в изменении их стациального распределения, интенсивности размножения, темпов развития и выживания. Эту теорию он назвал «современной объединенной теорией». Согласно его представлениям, энергетические ресурсы и физические факторы среды формируют все свойства популяции, в том числе ее реакции на эти же факторы в будущем, а также природу и регулирующее значение внутри-и межвидовых отношений. Принцип обратной связи характерен для всей совокупности взаимоотношений популяций со средой. При этом определяющим становится взаимодействие кормовая база — популяции, при одновременной зависимости обоих компонентов от климатических факторов (Поляков, 1973а).

Главными факторами, направляющими эволюцию видов на Земле, считал И.Я. Поляков, были и остаются климатические условия и энергетические ресурсы. Выживали только те формы, которые были способны обеспечить положительный энергетический баланс, то есть количество энергии, получаемой с кормом или синтезируемой растениями, должно превышать все потребности жизнеобеспечения, в том числе расходы энергии и накопленных резервов на размножение.

Биотические факторы (паразиты, хищники, возбудители бойней, внутривидовые отношения) проявляются в зависимости от степени благоприятности условий для размножения вредите лей. При оптимальном стечении условий для массового размножения популяций вредных видов хищники, паразиты, патогены не определяют их динамику (Поляков и др., 1984). Фенология хищников и паразитов, для которых энергетической базой служат фитофаги, ведет к отсечению наименее жизнеспособной части популяции фитофагов, запаздывающих или слишком рано начинающих развитие и активность, что не соответствует оптимальным нормам. В итоге в экосистеме складываются такие взаимоотношения компонентов на энергетической основе и ее балансировании, которые обеспечивают ее устойчивость в целом — гомеостаз. В агроценозах, как считает И.Я. Поляков, механизмы, обеспечивающие равновесие взаимоотношений в триаде компонентов растение — фитофаг — энтомофаги, оказываются разрушенными под влиянием антропогенной деятельности (обработка почвы, сроки сева, удобрения и другие агротехнические приемы). Поэтому в условиях антропогенного ландшафта усиливается зависимость динамики популяций вредных видов от состоянии энергетических ресурсов (пищи) и климатических факторов. Эта теория положена в основу построения годичных прогнозов. Позднее высказывалась мысль о том, что при разработке многолетних прогнозов для некоторых объектов нужно учитывать также многолетнюю изменчивость активности солнечной радиации, так как она существенно влияет на состояние климатических факторов. «Однако воздействия на природу результатов производственной деятельности человека оказываются более сильными. Поэтому невозможно использовать циклические изменения активности солнечной радиации в качестве предикторов (показателей) многолетних прогнозов распространения вредных видов. Сопоставление многолетних данных по наблюдениям за динамикой популяции определенных вредных видов и их комплексов с циклами активности Солнца показывает, что там, где в прошлом наблюдалась та или иная степень корреляции, ее сейчас не удается отметить». Здесь же этот автор подчеркивает возможность использовать для некоторых видов 100-летнюю и 50-летнюю периодичность изменения солнечной активности в качестве критерия фонового мнолетнего прогноза. Он считал, что изменения активности радиации влияют на норму реакции вида и на факторы, определяющие динамику его развития и распространения.

С этими противоречивыми высказываниями можно согласиться в том случае, если иметь в виду долгосрочные (годичные) прогнозы, для многолетних прогнозов массовых размножений вредителей основополагающим всеобщим свойством развития и функционирования популяций является цикличность (А. Максимов, 1984).

«Циклы размножения живых существ представляют универсальную закономерность. Любой вид животных, растений и микроорганизмов вырабатывает способность регулировать свою численность в засивимости от условий окружающей среды» (Ягодинский, 1985.— С. 33).

Таким образом, как в отечественной, так и в зарубежной литературе накоплены обширные материалы о связи, взаимодействии и синхронизации космических, климатических, трофических и популяционных циклов, позволяющие выполнить междисциплинарный синтез, а последний, как известно (Югай, 1976), обязательно предполагает появление теории.

Действительно, «...Создание любой теории, как и открытие любого закона природы, причем в большей степени, чем шире область явлений, охваченная данной теорией или данным законом, ведет нередко не только к внутридисциплинарному синтезу, но и к междисциплинарному» (Кедров, 1973.— С. 14).

В процессе междисциплинарного синтеза теоретических представлений отечественных и зарубежных экологов об изменениях численности популяций с позиций системного подхода, анализа современных достижений астрофизики, биоритмологии, биофизики, космической физики, гелиобиологии, климатологии и Других естественных наук, многолетнего анализа и обобщения исторических сведений о массовых размножениях 70 видов насекомых — вредителей сельского и лесного хозяйства в Украине и в других регионах, а также собственных исследований экологии вредной черепашки, нами (Белецкий, 1985, 1986, 1988, 1989, 1991, 1992, 1993) обоснована теория цикличности динамики популяций насекомых.

Концептуальная основа теории — связь, взаимодействие и синхронизация в развитии биосферы, биогеоценозов и популяций с космическими и климатическими циклами; цикличность как всеобщее свойство развития и функционирования любой материальной системы объясняет закономерности массовых размножений вредных насекомых в пространстве и во времени и служит объективным критерием (предиктором) для прогнозирования популяционных циклов.

      Основные следствия, вытекающие из этой теории:
  • Многолетняя повторяемость массовых размножений насекомых — это закономерный процесс развития и функционирования популяций, синхронизованный с циклами солнечной активности, погоды и климата, определяющими энергетические ресурсы — трофическую базу и пространственно-временную организацию, генетическую и экологическую структуру популяций.
  • Цикличность как всеобщая закономерность процесса развития объясняет повторяемость массовых размножений вредных насекомых и служит критерием для их прогнозирования.
  • Теория цикличности динамики популяций выполняет описательную, объяснительную, прогностическую и синтезирующую функции. Она объединяет через закон цикличности ранее предложенные теории: климатическую и трофическую.
  • На основе теории цикличности динамики популяций разработан межсистемный метод многолетнего прогноза массовых размножений насекомых, а также алгоритмы прогнозирования.

В последнее десятилетие в Украине обоснована эколого-генетическая теория, объясняющая механизм динамики численности насекомых — фитофагов (Чайка, 2000 а, 2000 б) и фенологическая — объясняющая различие динамики популяций отдельных видов хвое- листогрызущих насекомых и синхронность с кормовыми растениями и энтомофагами (Мешкова, 2003,2009). Названные теории широко обсуждены в энтомологической литературе.

© Agromage.com 2000-2014

Перепечатка материалов допустима в случае указания активной ссылки на Agromage.com, а также на автора материала.