Прогнозирование массовых размножений насекомых:
История становления и развития прогностики в Украине

автор:

Становление прикладного прогнозирования в защите растений неразрывно связано с историей массовых размножений вредных насекомых. В 60-х и 70-х годах 19 столетия степная зона южной России и Украины были охвачены массовыми размножениями целого ряда опаснейших вредителей сельскохозяйственных культур, а убытки, нанесенные ими, были настолько велики, что земства вынуждены были обратиться за помощью в Департамент земледелия и в классические университеты.

По инициативе общества исследователей природы южных губерний России в 1978 г. была создана Харьковская энтомологическая комиссия. А начиная с 1881 года, ежегодно созывались съезды представителей южных земель (1881-1889 гг.). Для дальнейшего развития дела защиты растений важное значение имел VII энтомологический съезд, на котором в 1887 г. было принято решение о создании в г. Одесса энтомологической станции и учреждена должность постоянного губернского энтомолога. Первым губернским энтомологом был избран П.А. Забаринский, в зону его деятельности входили Бессарабская, Екатеринославская, Полтавская, Таврическая и Херсонская губернии и три области Донская, Кубанская и Терская. Эффективно организовать дело защиты растений в таком огромном регионе было невозможно, особенно в годы массовых размножений вредных организмов. Поэтому в 1893 году Таврическое губернское земство, обеспокоенное крайне неблагоприятным фитосанитарным состоянием в Крыму, пригласило на должность губернского энтомолога С.А. Мокржецкого. Последний ежегодно, начиная с 1896 г. издавал «Отчет о деятельности губернского энтомолога (1896-1915 гг.) с одновременными сведениями «О вредных животных и растениях Таврической губернии по наблюдениям в таком-то году» с указанием мер борьбы с ними. В названных отчетах наряду с текущей обстановкой он впервые начал указывать об ожидаемом появлении вредных организмов в следующем году. Таким образом, более столетия тому назад С.А. Мокржецким были заложены основы практического прогнозирования в защите растений на следующий год (сезон).

В 20-х годах прошлого столетия в Украине вновь имели место массовые размножения опасных вредителей зерновых колосовых, кукурузы, сахарной свеклы, овощных и плодовых растений. Эти обстоятельства послужили поводом для организации в Наркомземе Украины (г. Харьков) отдела защиты растений в 1925 году во главе с В.Г. Авериным и Республиканской станции защиты растений, которой в 1925-1929 гг. руководил A.A. Мигулин. Под руководством последнего в 1925 году была создана Всеукраинская сеть наблюдательных пунктов (НП), а в 1926 году — Изюмский и Купянский НП (Харьковская обл.).

A.A. Мигулин был не только основоположником прогнозирования в защите растений, но и одним из разработчиков его методического и информационного обеспечения. Вплоть до 70-х годов прошлого столетия он принимал активное участие в совершенствовании прогнозов в защите растений в Украине по фундаментальным закономерностям динамики популяций. В период становления прикладной прогностики в защите растений важную роль сыграли методические работы В.Г. Аверина «Волны жизни важнейших вредителей Украины» (1925) и «Очаги в распространении вредителей и способы их изображения» (1925) и, безусловно, инструктивная работа A.B. Знаменского «Всеукраинская сеть наблюдательных пунктов. Инструкция для наблюдений за вредителями полеводства» (1925).

Теоретические основы прогностики в защите растений были представлены в работе H.A. Гросгейма «О массовых появлениях вредителей» (1930). Оценивая роль средовых факторов в динамике популяций, он определил массовые размножения последних как одну из центральных проблем развития биосферы (по В.И. Вернадскому), а периодичность массовых размножений во времени как основу для прогнозирования последних.

В тридцатых годах прошлого столетия были начаты фундаментальные исследования экологии животных в Институте зоологии АН УССР под руководством профессора А.Г. Лебедева, теоретической работе «О значении прогнозов относительно вредных насекомых» (1930) он также подчеркнул важную роль закономерной повторяемости массовых размножений насекомых в связи с метеорологическими и космическими факторами. Первая попытка прогнозирования массовых размножений насекомых в Украине предпринята известным украинским экологом С.П. Ивановым (1936) в работе «Масові розмноження шкідників і методи їх прогнозу». Кстати, С.П. Иванов первый обосновал положения годичного прогноза, назвав его неправильно долго-срочным (по аналогии с метеорологическим прогнозом). Эта неточность до сих пор переходит из одного пособия в другое без критической оценки. А с 1982 года существует «Рабочая книга по прогнозированию», где четко определены все прогнозы по времени упреждения! Характерно, что все основные положения прогностики в защите растений, обоснованные С.П. Ивановым, до настоящего времени применяют прогнозисты Украины и России.

Фундаментальная коллективная монография украинских экологов Иванова С.П., Левитта М.М. и Емчук Е.М. «Массовые размножения животных и теории градаций» (1938) была первой теоретической работой с критическим анализом теоретических представлений о динамике популяций насекомых. В ней проанализировано 325 отечественных и 686 иностранных литературных источников. Четвертая глава указанной монографии посвящена остро дискуссионной проблеме — периодичности градаций, критическому анализу существовавших тогда (1937-1938 гг.) представлений о связи массовых размножений с динамикой солнечных пятен. Авторы назвали эту проблему чрезвычайно сложной и дискуссионной, но отнюдь, были не склонны полностью отвергать периодичности градаций. Монография была издана тиражом 500 экз. и, очевидно, осталась неизвестной широкому кругу экологов.

Средина 30-х — начало 40-х годов прошлого столетия вновь ознаменовались вспышками массовых размножений ряда опаснейших вредителей сельскохозяйственных растений. Учитывая безусловные достижения украинских экологов, которые первыми начали фундаментальные исследования закономерностей динамики популяций, впервые в мире организовали службу прогнозирования и сигнализации, в Киеве в государственном университете им. Т.Г. Шевченко было проведено четыре всесоюзные экологические конференции по проблеме «Массовые размножения животных и их прогноз» (1940, 1950, 1954 и 1962 гг.). Из опубликованных в тот период работ заслуживают серьезного внимания статьи И.Д. Белановского (1936, 1950). Из этих работ следуют важные для прогнозирования в защите растений методологические выводы:

  • одной из целиком односторонних причин колебания численности насекомых в природе было предложение о роли паразитов и хищников как основных регуляторов их чис-ленности;
  • предположение о метеорологических факторах как основных регуляторах их численности также является односторонним, потому что при этом игнорируется тот факт, что разные поколения насекомых имеют разную наследственность, которая зависит от условий жизни родительской генерации и, естественно, от разного сопротивления условиям внешней среды;
  • долгосрочные прогнозы колебания численности популяций (прогнозы на следующий год, сезон), которые разрабатывают на основе результатов осенних обследований, автор не рекомендует строить с учетом предположений о погоде в будущем году, потому что прогноз погоды на такой длительный период может быть разработан лишь в общих чертах, а поэтому сравнивать соотношения между метеорологическими факторами зимы, будущей весны и фенологией насекомых невозможно.

Для разработки прогнозов на основе данных осенних обследований автор рекомендовал (1950 г.):

  • учитывать результаты о численности насекомых в динамике, то есть в сравнительном аспекте с предыдущими годами;
  • проводить качественную оценку насекомых (определять их среднюю массу и соотношение полов);
  • определять степень зараженности зимующих насекомых паразитами.

Названные критерии до сих пор широко использует служба прогнозов и сигнализации, хотя они методологически устарели и не отвечают современным теоретическим представлениям о динамике популяций насекомых (Трибель, 1998). После печально известной августовской сессии Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук (1948 г.), исследования в экологии и прогностике были фактически свернуты; учение Ч. Дарвина перекручивали, особенно важнейшие вопросы экологии. Под знаменем «мичуринского учения» Т. Д. Лысенко и его сторонники развернули широкую антинаучную деятельность во всех приоритетных направлениях биологической науки. Лысенко и апологетами «лысенкизма» были разгромлены известные научные школы, ошельмованы честные ученые, деградировало биологическое и сельскохозяйственное образование, на много лет затормозилось развитие биологии и сельского хозяйства.

В области экологии и защиты растений много ошибочных положений было выдвинуто в работах И.Я. Полякова (1949, 1950, 1954), И.Я. Полякова и Е.М. Иоганзена (1959) и др. Основные положения этих работ состояли в том, что прогнозы численности вредителей сельскохозяйственных растений, основанные на метафизической теории периодичности их массовых размножений, не дают практике возможности предотвратить их вредоносности и не должны приниматься к вниманию. Указанные авторы отметали повторяемость во времени как закономерный процесс развития любой природной системы! А это не метафизика? Кроме того, повсеместное распространение представлений об абсолютном значении внешних условий в системе организм — среда, некритическое применение их во всех без исключения разделах биологии создало сомнения в праве существования экологии как самостоятельной науки (Новиков, 1970).

Естественно, что все теоретические представления о динамике популяций в то время (40-е, 50-е годы прошлого столетия) формировались под влиянием «передового мичуринского учения». Характерной особенностью тех представлений была попытка полностью объяснить причины изменения численности любых организмов на основе их реакции на температуру воздуха и влажность воздуха в лабораторных условиях. Однако ни у кого не возникало вопросов о невозможности перенесения лабораторных исследований в природные условия для объяснения закономерностей динамики популяций.

Температура и влажность как метеорологические элементы (но не климатические факторы) действительно создают природный фон, на котором развивается генотип, в том числе насекомых.

Однако, это отнюдь не означает, что во всех случаях массовых размножений температуре и влажности принадлежит определяющее место (Иванов и др., 1938).

В тысячах научных статей рассматривается влияние температуры и влажности на различные организмы. Однако эта колоссальная работа еще не привела к тому, чтобы использовать влияние этих факторов в моделях популяций (Уатт, 1971).

Кроме того, считает К. Уатт (1971), ни один из экологов не предпринял попытки объяснить скорость реакции температуры на организм насекомых, а потому все модели, которые были предложены для объяснения температурных эффектов на живой организм, не отвечали тем фактам, которые они пытались объяснить. В этой связи следует напомнить результаты исследова-ния известного украинского ученого в области моделирования А.Г. Ивахненко (1990), который показал, что особенность экономических, экологических, биологических и других «размытых» задач моделирования состоит в изменчивости структуры и параметров объекта моделирования. Как следствие возникает неопределенная задача, при которой количество переменных величин превышает количество точек наблюдения (выборки). Поэтому, считает А.Г. Ивахненко, «...реальную многомерную неопределенную задачу со многими переменными нельзя превращать в определенную при помощи «выдергивания» из выборки одной или двух переменных (например, учитывать только температуру при прогнозе погоды), так как неучтенные переменные войдут при этом в состав помех и отношение сигнал — помеха станет недопустимо малым. Об этом приходится говорить, так как такое недопустимое действие наблюдается в научных работах очень часто» (Ивахненко, 1990.— С. 219).

Характерно, что подобного рода логическое моделирование до настоящего времени принято в прогностике защиты растений (Белецкая, Белецкий, 2006).