Р. Скорер - Аэрогидродинамика окружающей среды (1115254), страница 94

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 94)

дг дг дг (1 2,6.1~ Если концентрация в данной области постоянна, то первые два слагаемых в правой части равны пулю, н это уравнение определяет скорость изменения о отпоситсльш> данного насекомого. Эта скорость положительна, если г(!ч ч ( О. Если горизонтальная составляюшая скорости насекомых относительно воздуха мала или направлена случайным образом, то единственной составляюьцей скорости, которая может эффективно повысить концентрацию насекомых, являегся вертикальная скорость о„и, следовательно, если производная до,/дг отрицательна, то высокая концентрация сохраняется даже тогда, когда ветер дуст нз областей с малой концентрацией насекомых. Практически это означает, что если направленная вниз составляюшая скорости насекомых относительно воздуха по мере увеличения высоты рас~ет, то в области конвергенции создаются благоприятпыс условия для повышения их концентрации.

Таким образом, маломасштабные образования, такие, как атмосферные фронты, могут создавать и поддерживать очень высокие концентрации саранчи. Кошеме (1965, см. также Рэйпи, 1963) выполнил пекоторыс простые вычисления и показал, что н при крупномасштабных движениях концентрация частиц, увлекаемых только горизонтальными потоками воздуха, за несколько дней может возрасти в тысячу раз, Более того, оп показал, что в некоторых случаях воздух просторов Южной Лравии и Восточной Лфрпки, где наблюдалась стадная саранча, может сконпептрироваться пад районами Белуджистана, и здесь через 2 — 3 недели появляются огромные стаи саранчи. Происходяпгая прп этом конвергенция сопровождается дождями, которые обсспечива|от продолжение се рода.

Точно так же и дальние <миграцни» пустынной саранча, прн которых она преодолевает большие расстояния, служат той же цели — перемешению стай в зоны конвергенции, где над пустыней проливаются дожди, Такие дожди очень нерегулярны п пе могут обеспечивать существование человеческих поселений, за исключением оазисов и других мест, где вода скапливается под землеи; однако пустынная саранча в процессе эволюпнп выработала такие приемы полста, которые позволяют ей использовать «случайные» и редкие дожди. Многие другие виды, такие, как стайпые ткачики (1,1пе!еа г(пе(еа), розовый скворсп, гусеницы многих ночных бабочек (например, «ратные черви») и кузнечики, вероятно, выработали 512 ГЛЛВА !2 подобный же механизм выживания.

Поистине, изучение образа жизни саранчи открыло совершенно новые перспективы контроля численности насекомых-вредителей. Это направление нашло себе четкое выражение в работах Рэйни (1961, 1963, 1969, 1973), 12.?. Контроль численности насекомых-вредителей путем воздействия иа их стаи Обычно считают, что лучшим способом защиты посевов от вредителей является опрыскивание пестицидами. Однако эта мера может оказаться запоздалой, и так как известно, что насекомые переносятся на большие расстояния воздушпымп течениями, то опрыскивание посевов, конечно, слабо влияег на резервы численности вредителей в других местах. Джойс и др.

(1970) заметили, что когда фермеры па большой части территории Явы проводят опрыскивание одновременно с интервалом 2 — 3 подели, то эффект гораздо больше, чем прп пссппхроппом опрыскивании (что намного дешевле с точки зрения использования отрядов воздушного и наземного опрыскивания). Причина этого состоит в том, что при снижении численности вредителей па большой площади требуется больше времени для восстановления, особенно когда речь идет об острове и, следовательно, лишь об эпизодическом пополнении популяции вредителей за счет притока извне.

Однако, с другой стороны, небольшая плошадь может быль быстро заселена вредителями, прибывшими извне, При опрыскивании посевов в организм вредителей попадает одна из 10'~Я частей расходуемого пестицида, Это очень расточительно и означает, что почти весь пестицид идет па опасное загрязнение окружающей среды. Эффективность обычно измеряют частью поверхности посевов, покрытой инсектицидом, или частью общего количества инсектицида, которая попадает либо па сами растения, либо на всю площадь данного поля, а не уносится за его границы, Определенная таким способом эффективность изменяется в пределах от 0,1 до 0,6, но дает весьма неправильное представление об истинной эффективности Одним из наиболее успешных случаев применения инсектицида был случай, когда около половины количества инсектицида, распыленного над летящей стаей пустынной саранчи, было ею захвачено.

Другая половина выпала на землю на очень большой площади и имела очень низкую концентрацию, Так как многие особи при этом получили дозу, существенно превышающую минимальную смертельную, то часть инсектицида, которая действительно пошла на уничтожение насекомых в этом случае (стая АЭРОДИНАМИКА И ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ была полностью уничтожена), со~~а~и~а о~зло '/з израсходованного количества.

Таким образом, указанный случай является примером наиболее эффекгивпого применения инсектпцидов против летаюших насекомых. В связи с этим полезно было бы выяснить, многим лн видам насекомых свойствен механизм образования стай. Ясно, что он не играет большой роли в жизни тлей, однако важен для всех видов, проходяших стадии оплодотворения, кладки яиц и выведения личинок.

Используя самолет, оборудованный системой доплеровской радарной навигации и ловушками для насекомых, Джойс (!973), работавший в Судане, установил, что концентрация насекомых резко возрастает в небольших по плошади районах горизонтальной конвергенции. Весьма вероятно, что заражение сейскохозяйственных культур вредителем происходит в основном тогда, когда образовавшаяся в зоне конвергенции стая пролетает над посевами, Есть много народных преданий о появлении плотных стай различных бабочек, саранчи и других насекомых, например божьих коровок. Известна история о том, как стая появилась из яиц, отложенных в той же местности 7 лет назад, н что отрождепию насекомых способствовала разыграв1паяся в это время буря.

Однако более вероятно, что как сама буря, так и концентрация насекомых были результатом горизонтальной конвергенции воздушных течений У стадной формы саранчи вет естественных врагов, кроме голода, холода и болезней. Хищные птицы, например аисты, не могут сушесгвснно сократить ее численность. !!и лля одного наземного животного саранча не служит основной нишей, так как ее передвижения непредсказуемы и неопределенны, Хотя при повышенной влажности саранча подвержена некоторым вирусным заболевшшям и по этой причине пе живет в тронпческих зонах с хорошо развитой растительностью, непредсказуемость ес появления служит ей знцитой от хишпиков н имеет огромное значение для выживания вида. Все, что от нее требуется,— это лететь на посгоянной высоте плп в слое с постоянной температурой и ждать, когда другие сс сородичи соберутся в месте кормежки.

Тот факт, что пустынная саранча существует в двух фазах, послужил основанием для представления о них, как о двух разных видах, и некоторое время мешал заметить связь между одиночной саранчой и образованием стайных популяций. Продолжение рода многих насекомых почти полностью зависит от возможности собраться в стаю. Вид, распространяюшийся указанным способом, оказывается хорошо зашишснным и от человека, и от хишпиков. Стаи насекомых наблюдать трудно; кроме того, многие из ппх, например ночные бабочки, роятся только по ночам или в сумерки, и, чтобы обнаружить их, нужен радар. Для Гллвх м птиц, питающихся летающими насекомыми (например, стрижей и ласточек), концентрация насекомых в холодных фронтах.

включая морские бризы и другие микрофронты, создаст большие преимущества. Дж, У. Шафер (1976) показал, как по частотам дыхания и взмахов крыльев можно определять вид насекомых с помощью радара и использовать этот метод для отыскания стай определенных видов, По-видимому, многие стаи занимают в атмосфере топкие слои, причем такие вытянутые в горизонтальном направлении области высокой концентрации насекомых могут образовываться в результате действия сдвиговых напряжений на более компактные объемы воздуха, содержашие насекомых. Если такие слон подстилаются слоями более холодного воздуха, то насекомые будут стремиться лететь вверх, как только почувствуют, что опускаются в направлении падения температуры.

Прн этом сохраняется нх высокая концентрация на нижней границе теплого слоя. Знание этого механизма уже было успешно использовано для борьбы с еловым почкоедом. На ранних стадиях исследования миграции птиц ученые исходили из предположения об их чудесных способностях к навигации. С другой стороны, считалось, что насекомых разносят воздушные течения, н это, при их высокой скорости размножения, является преимушеством. Такие простые гипотезы ставили вопрос о том, как самцам и самкам ночных бабочек удается найти друг друга и каким образом птицы осуществляют навигацию. В результате н тем и другим приписывали чудесные способности. На самом деле мы видим, что разум здесь вовсе ни при чем. Особо высокая точность навигации у птиц не была бы преимуществом, так как мешала бы цм использовать возможность заселения новых территорий, появляющихся за счет медленных (в течение десятилетий) изменений климатических условий. В удачный год птицы-родители пс хотели бы, чтобы все их более многочисленное потомство мигрировало вместе с ними; скорее они дадут им понять, что следует «потеряться».

Благодаря цитированной выше работе Вильямсона мы знаем, что птицы тоже в сильной степени подвержены влиянию воздушных течений — пересекая океан, они летят по ветру, если небо затянуто облаками и они не могут 'ориентироваться по звездам. Такая тактика позволяет в кратчайшее время достигнуть суши, однако в то же время она влечет за собой отклонение от обычной цели на сотни н тысячи километров.

Связанный с этим почти случайный выбор направления полета необходим для сохранения вида в условиях непрерывно меняюшихся климатических условий и конкуренции с другими видами, численность которых также непрерывно меняется. хэводинхмикх и живыв овгхнизмы 515 В настояшее время наши знания о перемещениях линий конвергенции малой интенсивности, подобных обнаруженным Джойсом, недостаточны, так как ешс нет метеорологических систем наблюдения, которые позволяли бы нх обнаруживать. Наибольшие надежды связаны, конечно, с применением радара, который позволяет «видеть» насекомых, н весьма вероятно, что мы сможем глубже понять структуру микрофронтов, именно изучая поведение насекомых (Скорер, 1974). Возможно, это создаст н экономический стимул для более детальных исследований.

Характеристики

Список файлов книги