Усовершенствованная интегрированная система управления популяций лесных вредителей основанная на их удаленном мониторинге

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-46-07005

НазваниеУсовершенствованная интегрированная система управления популяций лесных вредителей основанная на их удаленном мониторинге

Руководитель Мартемьянов Вячеслав Викторович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систематики и экологии животных Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл

Конкурс №59 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (совместно с Министерством сельского, лесного и рыбного хозяйства Японии - MAFF/AFFRCS)

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-101 - Лесное хозяйство

Ключевые слова лесные филлофаги, управление популяциями вредителей, вирусные инсектициды, вирусные смеси, агрегативное поведение, дистанционное зондирование Земли, NDVI, моделирование популяционной динамики, Lymantria dispar, Dendrolimus sibiricus

Код ГРНТИ62.00.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Формирование вспышки массового размножения вредных видов насекомых является серьезной проблемой лесных служб многих стран включая Россию и Японию. Объедая зеленую массу древесных растений в период подъема численности насекомые филлофаги оказывают негативное воздействие на продуктивность лесных насаждений, увеличивают риск заселения древесины вторичными вредителями и болезнями, существенно увеличивают отпад деревьев. Более того, потеря зеленой массы в эруптивной фазе динамики численности насекомых будет негативно воздействовать на скорость аккумуляции углерода из газообразного состояния в твердое, что будет отражаться на биосферной функции лесов. Актуализация данной проблемы обострилась в последние десятилетия ввиду набравшего темпа роста температуры на нашей планете и связанного с ним увеличения частот возникновения вспышек размножения филлофагов (Jepsen et al. 2008; Jepsen et al. 2011; Weed, Ayres & Hicke 2013; Pureswaran et al. 2015). Последнее событие может привести к некоторым необратимым биосферным последствиям, таким например, как формирование вторичной тундры, что было наглядно продемонстрировано в странах Фенноскандии в прошлом столетии в ходе формирования вспышек осенней пяденицы (Kallio & Lehtonen 1973). Таким образом, актуализация регуляции численности популяций лесных вредителей растет пропорционально потеплению климата на нашей планете и представляет серьезную проблему в настоящее время. В рамках заявляемого совместного проекта мы планируем, используя современный и междисциплинарный подходы (объединив усилия биологов, микробиологов, математиков, химиков), разработать новую стратегию управления численностью вредителей. Во-первых, мы планируем адаптировать использование данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) для проведения мониторинга вспышек размножения вредителей и выявления взаимосвязей с условиями, в которых наблюдаются массовые объедания, для разработки предсказательных моделей формирования вспышек в пространстве, для классификации лесных насаждений по уровню энтомотолерантности и энтоморезистентности с целью последующего принятия решения о проведении истребительных мероприятий. Благодаря коллаборации с математиками и использованию математического аппарата мы хотим нивелировать один из основных недостатков методов ДЗЗ – фактическая фиксация уже произошедших событий. Благодаря анализу функций отклика популяций мы планируем выявить основные их детерминанты, которые позволят использовать данные ДЗЗ уже не для «констатации факта», а для разработки «опережающих стратегий». Во-вторых, мы планируем разработать экологически безопасные подходы для сдерживания популяционного роста дендрофильных филлофагов. В частности, будут разработаны биопрепараты на основе ДНК и РНК-содержащих энтомопатогенных вирусов и планируется разработать физико-химический подход для отлова самок вредителей в период их массового размножения. Благодаря классификации лесов по уровню энтомотолерантности (далеко не все деревья погибают после тотального объедания) можно существенно снизить объем проводимых обработок, в результате чего повысится привлекательность биопрепаратов, которые производить в промышленных масштабах весьма проблематично. Применение вышеописанных биологических методов в свою очередь позволит существенно снизить инсектицидную нагрузку на лесные экосистемы, что положительно отразится не только на сообществах лесных организмов, но и на здоровье человека. В рамках данного проекта мы сосредоточим свое внимание на непарном шелкопряде (Lymantria dispar L.) – актуальном вредителе для России, Японии и многих других стран северного полушария. Тем не менее, многие предложенные решения могут быть использованы и для других массовых видов чешуекрылых, таких например как сибирский шелкопряд (Dendrolimus sibiricus) – наиболее вредоносный лесной вредитель России.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Ковалев А.В., Суховольский В.Г. Analysis of Forest Stand Resistance to Insect Attack According to Remote Sensing Data Forests, 2021, 12(9), 1188 (год публикации - 2021)
10.3390/f12091188

2. Мартемьянов В.В., Аханаев Ю.Б., Белоусова И.А., Павлюшин С.В., Якимова М.Е., Харламова Д.Д., Агеев А.А., A New Cypovirus-1 Strain as a Promising Agent for Lepidopteran Pest Control Microbiology Spectrum, Volume 11, Number 3 (год публикации - 2023)
10.1128/spectrum.03855-22

3. Суховольский В.Г., Красноперова П., Ковалев А.В., Свидерская И., Тарасова О., Иванова Ю., Аханаев Ю.Б., Мартемьянов В.В. Differentiation of Forest Stands by Susceptibility to Folivores: A Retrospective Analysis of Time Series of Annual Tree Rings with Application of the Fluctuation-Dissipation Theorem Forests, 14(7) (год публикации - 2023)
10.3390/f14071385

4. Ковалев А.В., Суховольский В.Г., Тарасова О., Аханаев Ю.Б., Мартемьянов В.В. Remote Sensing Indicators of Spongy Moth (Lymantria dispar L.) Damage to Birch Stands in Western Siberia Forests, 14(12) (год публикации - 2023)
10.3390/f14122308

5. Аханаев Ю.Б., Павлушин С.В., Харламова Д.Д., Одноприенко Д., Субботина А.О., Белоусова И.А., Игнатьева А.Н., Конончук А.Г., Токарев Ю.С., Мартемьянов В.В. The Impact of a Cypovirus on Parental and Filial Generations of Lymantria dispar L. Insects, 14(12), 917 (год публикации - 2023)

6. Нацуми Мори, Кадзутака Кавацу, Сузуки Нориюки, Алексей Косилов, Вячеслав Мартемьянов, Мегуми Ямасита, Маки Н. Иноуэ Monitoring and prediction of the spongy moth (Lymantria dispar) outbreaks in Mountain’s landscape using a combination of Sentinel-2 images and nonlinear time series model Forest Ecology and Management, Volume 563, 1 July 2024, 121975 (год публикации - 2024)
10.1016/j.foreco.2024.121975

7. Владислав Суховольский, Антон Ковалев, Юрий Аханаев, Дмитрий Куренщиков, Василий Пономарев, Ольга Тарасова, Фабьен Каруль, Маки Н. Иноуэ и Вячеслав Мартемьянов An Autoregulatory Model of Forest Insect Population Dynamics and Forest Stand Damage Dynamics in Different Habitats: An Example of Lymantria dispar L. Forests, V.15, Issue 7, 1098 (год публикации - 2024)
10.3390/f15071098

Публикации