Анализ пространственного распространения вспышки сибирского шелкопряда на основе рельефа местности в условиях горных южно-таёжных лесов Сибири
Аннотация
Обоснование. Деградация темнохвойных лесов с преобладанием пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) в результате массового размножения сибирского шелкопряда (Dendrolimus sibiricus Tschetv.) приводит к значительному экологическому и экономическому ущербу на региональном уровне. Идентификация экологии поведения популяции фитофага в условиях горного рельефа открывает возможности совершенствования системы мониторинга и применения цифровой модели рельефа для прогноза распространения вспышки, что позволит своевременно предпринимать активные лесозащитные мероприятия.
Цель. Провести анализ пространственно-временной динамики закономерности развития вспышки сибирского шелкопряда на основе особенностей орографических данных в условиях горных южно-таежных лесов Сибири.
Материалы и методы. Исследование проведено методом ретроспективного анализа на базе геоинформационной системы совмещенного с данными дистанционного зондирования Земли. Материалом послужил временной ряд спутниковых снимков Landsat – 8, полученных с геопортала Earth Explorer (https://earthexplorer.usgs.gov/) с пространственным разрешением данных 30 м.
Результаты. На основе временных рядов космоснимков Landsat – 8 исследована динамика повреждений темнохвойных лесных формаций, индуцированная вспышкой массового размножения сибирского шелкопряда. Произведена оценка площади дефолиированных лесов и ландшафтной приуроченности повреждений с применением цифровой модели рельефа ASTER, в целях детализации параметров прогноза развития вспышки фитофага по орографическим признакам – высоте над уровнем моря, уклону местности и экспозиции склонов в условиях среднегорного рельефа.
Заключение. Рекомендуемые тенденции раннего обнаружения очагов массового размножения фитофага в границах горных южно-таежных лесов должны быть направлены на первоначальном мониторинге темнохвойных насаждений, сосредоточенных на высотах от 400 до 600 м над уровнем моря, расположенных на пологих участках и склонах крутизной до 150, включая экспозиции преимущественно занятых зеленомошниковой группой типов леса.
Информация о спонсорстве. Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ на выполнение коллективом научной лаборатории «Защита леса» проекта «Методологические основы оценки лесопатологических рисков в насаждениях юга Средней Сибири» (№ FEFE-2024-0016).
EDN: XLRKHE
Скачивания
Литература
Список литературы
Гниненко, Ю. И., & Баранчиков, Ю. Н. (2021). Факторы биологической регуляции популяций сибирского шелкопряда и их использование в защите леса. Сибирский лесной журнал, (5), 9–25. https://doi.org/10.15372/SJFS20210503
Гродницкий, Д. Л., Разнобарский, В. Г., Солдатов, В. В., & Ремарчук, Н. П. (2002). Деградация древостоев в таёжных шелкопрядниках. Приложение 1 Сибирского экологического журнала, 1, 3–12.
Денисова, Н. Б., Соболев, А. А., & Шипинская, У. С. (2020). Результаты обследования очагов сибирского шелкопряда (Dendrolimus sibiricus Tschetw.) на территории Васюганского лесничества Томской области. Лесной вестник, 24(6), 65–72. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2020-6-65-72
Журавлёв, Г. П. (1960). Рекомендации по надзору за сибирским шелкопрядом в лесах Дальнего Востока. ДальНИИЛХ. 33 с.
Ильинский, А. И. (1952). Надзор за хвое- и листогрызущими вредителями в лесах и прогноз их массовых размножений. Москва-Ленинград: Гослесбумиздат. 186 с.
Им, С. Т., Федотова, Е. В., & Харук, В. И. (2008). Спектродиаметрическая космосъёмка в анализе зоны вспышки массового размножения сибирского шелкопряда. Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии, 1(4), 346–358.
Исаев, А. С., Пальникова, Е. Н., Суховольский, В. Г., & Тарасова, О. В. (2015). Динамика численности дефолиирующих лесных насекомых: Модели и прогнозы. Москва: ООО «КМК Сайентифик Пресс». 262 с.
Исаев, А. С., & Ряполов, В. Я. (1979). Анализ ландшафтно-экологической приуроченности очагов сибирского шелкопряда с применением аэрокосмической съёмки. В сборнике: Исследование таёжных ландшафтов дистанционными методами (с. 152–167). Новосибирск: Наука.
Князева, С. В., Королева, Н. В., Эйдлина, С. П., & Сочилова, Е. Н. (2019). Оценка состояния растительности в очаге массового размножения сибирского шелкопряда по спутниковым данным. Лесоведение, (5), 385–398. https://doi.org/10.1134/S0024114819050036
Кондаков, Ю. П. (1974). Закономерности массовых вспышек сибирского шелкопряда. В сборнике: Популяционная экология лесных животных (с. 206–264). Новосибирск: Наука.
Кондаков, Ю. П. (2002). Массовые размножения сибирского шелкопряда в лесах Красноярского края. Энтомологические исследования в Сибири, 2, 25–74.
Министерство природных ресурсов Российской Федерации, Федеральное агентство лесного хозяйства, Всероссийский научный исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства. (2006). Методические рекомендации по надзору, учёту и прогнозу массовых размножений стволовых вредителей и санитарного состояния лесов. Пушкино, Московская область: ВНИИЛМ. 107 с.
Российский центр защиты леса. (2020). Обзор санитарного и лесопатологического состояния лесов Российской Федерации за 2019 год. Пушкино: Росцентр защиты леса. 165 с.
Окунев, П. П. (1955). Географическое распространение и зоны вредности сибирского шелкопряда. Географический сборник. V. Географические вопросы лесного хозяйства, 13–24.
Павлов, И. Н., Литовка, Ю. А., Голубев, Д. В., Астапенко, С. А., & Хромогин, П. В. (2018). Новая вспышка массового размножения Dendrolimus sibiricus Tschetw. в Сибири (2012–2017 гг.): закономерности развития и перспективы биологического контроля. Сибирский экологический журнал, (4), 462–478.
Перевозникова, В. Д., & Баранчиков, Ю. Н. (1999). Структура запасов наземной фитомассы в свежих шелкопрядниках пихтовой тайги Нижнего Приангарья. Энтомологические исследования в Сибири, (2), 87–102.
Пономарёв, Е. И., Якимов, Н. Д., Третьяков, П. Д., & Сультсон, С. М. (2023). Оценка дефолиации тёмнохвойных древостоев после воздействия сибирского шелкопряда по дистанционным данным. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 20(4), 175–186. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2023-20-4-175-186
Рожков, А. С. (1965). Вспышки сибирского шелкопряда и меры борьбы с ними. Москва: Наука. 179 с.
Ряполов, В. Я. (1985). Методика составления карт повреждаемости лесов насекомыми-вредителями. География и природные ресурсы, (2), 97–106.
Смагин, В. Н., Ильинская, С. А., Назимова, Д. И., Новосельцева, И. Ф., & Чередникова, Ю. С. (1980). Типы лесов гор Южной Сибири. Новосибирск: Наука. 336 с.
Тарасова, О. В., & Волков, В. Е. (2021). Влияние погодных условий на развитие вспышек массового размножения сибирского шелкопряда в Средней Сибири. Сибирский лесной журнал, (5), 49–59. https://doi.org/10.15372/SJFS20210506
Флоров, Д. Н. (1948). Вредитель сибирских лесов. Иркутск: ОГИЗ, Иркутское областное издательство. 132 с.
Харук, В. И., & Антамошкина, О. А. (2017). Воздействие сибирского шелкопряда на горимость лесных территорий. Сибирский экологический журнал, 5, 647–654. https://doi.org/10.15372/SEJ20170510
Харук, В. И., Им, С. Т., & Ягунов, М. Н. (2018). Миграция северной границы распространения сибирского шелкопряда. Сибирский экологический журнал, 25(1), 32–44. https://doi.org/10.15372/SEJ20180103
Шипинская, У. С., Денисова, Н. Б., & Соболев, А. А. (2019). Динамика очагов Dendrolimus sibiricus Tschetw на территории Томской области. Academy, (43), 40–42.
Bright, B. C., Hudak, A. T., Egan, J. M., Jorgensen, C. L., Rex, F. E., Hicke, J. A., & Meddens, A. J. H. (2020). Using satellite imagery to evaluate bark beetle-caused tree mortality reported in aerial surveys in a mixed conifer forest in northern Idaho, USA. Forests, 11(5), 529. https://doi.org/10.3390/f11050529
Bjørnstad, O. N., Peltonen, M., Liebhold, A. M., & Baltensweiler, W. (2002). Waves of larch budmoth outbreaks in the European Alps. Science, 298(5595), 1020–1023. https://doi.org/10.1126/SCIENCE.1075182
Creeden, E. P., Hicke, J. A., & Buotte, P. C. (2014). Climate, weather, and recent mountain pine beetle outbreaks in the western United States. Forest Ecology and Management, 312, 239–251. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2013.03.051
Egan, J. M., Kaiden, J., Lestina, J., Stasey, A., & Jenne, J. L. (2019). Techniques to enhance assessment and reporting of pest damage estimated with aerial detection surveys. U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Northern Region, Forest Health Protection: Missoula, MT, USA, R1-19-09, 33 p.
Kharuk, V. I., Ranson, K. J., Kuz'michev, V. V., et al. (2003). Landsat-based analysis of insect outbreaks in southern Siberia. Canadian Journal of Remote Sensing, 29(2), 286–297. https://doi.org/10.5589/m02-094
Kharuk, V. I., Demidko, D. A., Fedotova, E. V., & Dvinskaya, M. L. (2016). Spatial and temporal dynamics of Siberian silkmoth large-scale outbreak in dark-needle coniferous tree stands in Altai. Contemporary Problems of Ecology, 9(6), 711–720. https://doi.org/10.1134/S199542551606007X
Kharuk, V. I., Im, S. T., & Soldatov, V. V. (2020). Siberian silkmoth outbreaks surpassed geoclimatic barrier in Siberian Mountains. Journal of Mountain Science, 17, 1891–1900. https://doi.org/10.1007/s11629-020-5989-3
Kovalev, A., & Soukhovolsky, V. (2021). Analysis of forest stand resistance to insect attack according to remote sensing data. Forests, 12, 1188. https://doi.org/10.3390/f12091188
Nelson, W. A., Bjørnstad, O. N., & Yamanaka, T. (2013). Recurrent insect outbreaks caused by temperature-driven changes in system stability. Science, 341(6147), 796–799. https://doi.org/10.1126/science.1238477
Sultson, S. M., Goroshko, A. A., Verkhovets, S. V., Mikhaylov, P. V., Ivanov, V. A., Demidko, D. A., & Kulakov, S. S. (2021). Orographic factors as a predictor of the spread of the Siberian silk moth outbreak in the mountainous southern taiga forests of Siberia. Land, 10(2), 1–16. https://doi.org/10.3390/land10020115
Wulder, M. A., Dymond, C. C., White, J. C., Leckie, D. G., & Carroll, A. L. (2006). Surveying mountain pine beetle damage of forests: A review of remote sensing opportunities. Forest Ecology and Management, 221, 27–41.
References
Gninenko, Y. I., & Baranchikov, Y. N. (2021). Factors of biological regulation of populations of the Siberian silkmoth and their use in forest protection. Siberian Forestry Journal, (5), 9–25. https://doi.org/10.15372/SJFS20210503
Grodnitsky, D. L., Raznobarsky, V. G., Soldatov, V. V., & Remarchuk, N. P. (2002). Stand degradation in Siberian spruce-fir forests infested by the Siberian silkmoth. Appendix 1 of Siberian Ecological Journal, 1, 3–12.
Denisova, N. B., Sobolev, A. A., & Shipinskaya, U. S. (2020). Survey results of outbreaks of the Siberian silkmoth (Dendrolimus sibiricus Tschetv.) in the Vasyugan forest district of Tomsk region. Forest Messenger, 24(6), 65–72. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2020-6-65-72
Zhuravlyov, G. P. (1960). Recommendations for surveillance of the Siberian silkmoth in Far Eastern forests. DalNIILKH. 33 p.
Ilinskii, A. I. (1952). Monitoring of foliage-eating insect pests in forests and forecasting their mass reproduction. Moscow-Leningrad: Goslesbumizdat. 186 p.
Im, S. T., Fedotova, E. V., & Kharkuk, V. I. (2008). Spectrodiameter satellite imagery in analyzing the area of Siberian silkmoth outbreak. Journal of Siberian Federal University. Series: Engineering & Technologies, 1(4), 346–358.
Isaev, A. S., Palnikova, E. N., Sukhovolsky, V. G., & Tarasova, O. V. (2015). Population dynamics of defoliating forest insects: Models and forecasts. Moscow: LLC "KMK Scientific Press". 262 p.
Isaev, A. S., & Ryapolov, V. Ya. (1979). Analysis of landscape-ecological specificity of Siberian silkmoth outbreaks using aerial and satellite imaging. In Remote Sensing Methods in Taiga Landscapes (pp. 152–167). Novosibirsk: Nauka.
Knyazeva, S. V., Korolyova, N. V., Eydlina, S. P., & Sochilova, E. N. (2019). Assessment of vegetation condition in the area of mass reproduction of the Siberian silkmoth using satellite data. Silviculture, (5), 385–398. https://doi.org/10.1134/S0024114819050036
Kondakov, Y. P. (1974). Regularities of massive outbreaks of the Siberian silkmoth. In Population Ecology of Forest Animals (pp. 206–264). Novosibirsk: Nauka.
Kondakov, Y. P. (2002). Mass outbreaks of the Siberian silkmoth in forests of the Krasnoyarsk region. Entomological Research in Siberia, 2, 25–74.
Ministry of Natural Resources of the Russian Federation, Federal Agency of Forestry, All-Russian Research Institute of Forestry and Mechanization of Forestry. (2006). Methodological recommendations for supervision, accounting, and prediction of massive reproductions of stem pests and sanitary conditions of forests. Pushkino, Moscow region: VNII LM. 107 p.
Russian Forest Protection Center. (2020). Overview of sanitary and forest pathological conditions of forests in the Russian Federation in 2019. Pushkino: Roscenter for Forest Protection. 165 p.
Okunev, P. P. (1955). Geographic distribution and harmfulness zones of the Siberian silkmoth. Geographical Collection. V. Geographical Questions of Forestry, 13–24.
Pavlov, I. N., Litovka, Y. A., Golubev, D. V., Astapenko, S. A., & Khromogin, P. V. (2018). New outbreak of mass reproduction of Dendrolimus sibiricus Tschetw. in Siberia (2012–2017): Development regularities and prospects for biological control. Siberian Ecological Journal, (4), 462–478.
Perevoznikova, V. D., & Baranchikov, Y. N. (1999). Structure of aboveground biomass reserves in fresh silkmoth-infested coniferous forests of Lower Angara. Entomological Research in Siberia, (2), 87–102.
Ponomarev, E. I., Yakimov, N. D., Tretyakov, P. D., & Sulston, S. M. (2023). Defoliation assessment of dark coniferous stands after Siberian silkmoth attack using remote sensing data. Modern Problems of Spaceborne Earth Observation, 20(4), 175–186. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2023-20-4-175-186
Rozhkov, A. S. (1965). Outbreaks of the Siberian silkmoth and measures to combat them. Moscow: Nauka. 179 p.
Ryapolov, V. Ya. (1985). Methodology for creating maps of forest damage caused by insect pests. Geography and Natural Resources, (2), 97–106.
Smagin, V. N., Ilinskaya, S. A., Nazimova, D. I., Novoseltseva, I. F., & Chereditnova, Y. S. (1980). Types of forests in the mountains of Southern Siberia. Novosibirsk: Nauka. 336 p.
Tarasova, O. V., & Volkov, V. E. (2021). Impact of weather conditions on the development of Siberian silkmoth outbreaks in Middle Siberia. Siberian Forestry Journal, (5), 49–59. https://doi.org/10.15372/SJFS20210506
Flоров, D. N. (1948). Pest of Siberian forests. Irkutsk: OGIZ, Irkutsk Regional Publishing House. 132 p.
Kharkuk, V. I., & Antamoshkina, O. A. (2017). Impact of the Siberian silkmoth on forest fire occurrence. Siberian Ecological Journal, 5, 647–654. https://doi.org/10.15372/SEJ20170510
Kharkuk, V. I., Im, S. T., & Yagnov, M. N. (2018). Migration of the northern boundary of the Siberian silkmoth distribution. Siberian Ecological Journal, 25(1), 32–44. https://doi.org/10.15372/SEJ20180103
Shipinskaya, U. S., Denisova, N. B., & Sobolev, A. A. (2019). Dynamics of Dendrolimus sibiricus Tschetw. outbreaks in Tomsk region. Academy, (43), 40–42.
Bright, B. C., Hudak, A. T., Egan, J. M., Jorgensen, C. L., Rex, F. E., Hicke, J. A., & Meddens, A. J. H. (2020). Using satellite imagery to evaluate bark beetle-caused tree mortality reported in aerial surveys in a mixed conifer forest in northern Idaho, USA. Forests, 11(5), 529. https://doi.org/10.3390/f11050529
Bjørnstad, O. N., Peltonen, M., Liebhold, A. M., & Baltensweiler, W. (2002). Waves of larch budmoth outbreaks in the European Alps. Science, 298(5595), 1020–1023. https://doi.org/10.1126/SCIENCE.1075182
Creeden, E. P., Hicke, J. A., & Buotte, P. C. (2014). Climate, weather, and recent mountain pine beetle outbreaks in the western United States. Forest Ecology and Management, 312, 239–251. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2013.03.051
Egan, J. M., Kaiden, J., Lestina, J., Stasey, A., & Jenne, J. L. (2019). Techniques to enhance assessment and reporting of pest damage estimated with aerial detection surveys. U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Northern Region, Forest Health Protection: Missoula, MT, USA, R1-19-09, 33 p.
Kharuk, V. I., Ranson, K. J., Kuz'michev, V. V., et al. (2003). Landsat-based analysis of insect outbreaks in southern Siberia. Canadian Journal of Remote Sensing, 29(2), 286–297. https://doi.org/10.5589/m02-094
Kharuk, V. I., Demidko, D. A., Fedotova, E. V., & Dvinskaya, M. L. (2016). Spatial and temporal dynamics of Siberian silkmoth large-scale outbreak in dark-needle coniferous tree stands in Altai. Contemporary Problems of Ecology, 9(6), 711–720. https://doi.org/10.1134/S199542551606007X
Kharuk, V. I., Im, S. T., & Soldatov, V. V. (2020). Siberian silkmoth outbreaks surpassed geoclimatic barrier in Siberian Mountains. Journal of Mountain Science, 17, 1891–1900. https://doi.org/10.1007/s11629-020-5989-3
Kovalev, A., & Soukhovolsky, V. (2021). Analysis of forest stand resistance to insect attack according to remote sensing data. Forests, 12, 1188. https://doi.org/10.3390/f12091188
Nelson, W. A., Bjørnstad, O. N., & Yamanaka, T. (2013). Recurrent insect outbreaks caused by temperature-driven changes in system stability. Science, 341(6147), 796–799. https://doi.org/10.1126/science.1238477
Sultson, S. M., Goroshko, A. A., Verkhovets, S. V., Mikhaylov, P. V., Ivanov, V. A., Demidko, D. A., & Kulakov, S. S. (2021). Orographic factors as a predictor of the spread of the Siberian silk moth outbreak in the mountainous southern taiga forests of Siberia. Land, 10(2), 1–16. https://doi.org/10.3390/land10020115
Wulder, M. A., Dymond, C. C., White, J. C., Leckie, D. G., & Carroll, A. L. (2006). Surveying mountain pine beetle damage of forests: A review of remote sensing opportunities. Forest Ecology and Management, 221, 27–41.
Copyright (c) 2025 Svetlana M. Sultson, Andrey A. Goroshko, Denis A. Demidko, Pavel V. Mikhaylov, Olga A. Slinkina, Nadezhda N. Kulakova
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
