Прогноз и контроль патогенеза в лесных экосистемах

УДК

630*165.3

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2017.3.61

Аннотация

Прогноз патогенеза в лесных, преимущественно гомогенных экосистемах в силу его многофакторности всегда вероятностный. Достаточно высокая степень детерминированности прогноза возможна в более сложных гетерогенных насаждениях. В сложных лесных экосистемах вероятностный прогноз патогенеза замещается на близкий к детерминированному прогноз, который может быть основой для контроля патогенеза. Для гомогенных лесных насаждений непредсказуемость эпифитотий, в то время как для гетерогенных насаждений характерны плавные достоверно предсказуемые  флуктуации патогенеза. При этом  патогены часто переходят к сапротрофному питанию. Этот феномен особенно характерен для высоко гетерогенных мозаичных насаждений. Иерархия целей исследований данной работы состоит в том, чтобы через достаточно детерминированный прогноз обеспечить эффективный контроль патогенеза и предложить концептуальные модели формирования устойчивых к патогенным организмам насаждений. Лесные насаждения как биологические системы характеризуются повышенной сложностью и динамичностью. Влияние на патогенез многих изменяющихся факторов создает хаотичность, широко распространенную в природе. Актуальная задача заключается в том, чтобы хаотичное поведение лесных экосистем преобразовать в регулируемый процесс. При этом долгосрочные прогнозы патогенеза должны стать менее зависимыми от внешних воздействий и определяться преимущественно внутренними факторами биосистемы. Методология исследований основана на приложении схемы трехфакторного анализа влияния исследуемых факториальных групп на жизнеспособность (состояние здоровья) насаждений. Исследования проводились в различных по уровню гетерогенности насаждениях Среднерусской лесостепи в течение последних 10 лет. Установлено, что по силе влияния доминировала окружающая среда. Факторы влияния популяции патогена и популяции хозяинных растений были модифицирующими. Чтобы долгосрочные прогнозы патогенеза стали менее зависимыми от внешних влияний и зависели больше от внутренних факторов биосистем, рекомендуется переходить от обычных в Среднерусской лесостепи гомогенных насаждений к гетерогенным.

Сведения об авторах

Ю.Ф. Арефьев, д-р биол. наук, проф.

М.М. Мамедов, канд. биол. наук, ассист.

Воронежская государственная лесотехническая академия, ул. Тимирязева, д. 8,
г. Воронеж, Россия, 394087; e-mail: arefjev@voronezh.net

Ключевые слова

контроль патогенеза, лесная экосистема, болезни леса

Для цитирования

Арефьев Ю.Ф., Мамедов М.М. Прогноз и контроль патогенеза в лесных экосистемах // Лесн. журн. 2017. № 3. С. 61–69. (Изв. высш. учеб. заведений).
DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.3.61

Литература

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Алимбек Б.М. Механизированные равномерно-групповые рубки как средство улучшения состояния и продуктивности дубрав Казанского Поволжья // Состояние и пути улучшения дубрав РСФСР. Воронеж:  Воронеж. гос. ун-т, 1975. С. 70– 84.

2. Арефьев Ю.Ф. Инбридинг как фактор регуляции патогенеза в лесных экосистемах // Материалы V Междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины». Ростов н/Д., 2013. С. 422–433.

3. Арефьев Ю.Ф. Энтропия как мера биоразнообразия в лесных экосистемах // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2013. № 5. С. 341–344.

4. Артюховский А.К., Скрыпников В.Н., Арефьев Ю.Ф. К вопросу создания в очагах корневой губки сосновых насаждений, устойчивых к грибной инфекции  // Сосновые леса России в системе многоцелевого лесопользования: сб. ст. Воронеж: Воронеж. лесотехн. ин-т, 1993. С. 76–78.

5. Харченко Н.А., Арефьев Ю.Ф. Эффект группы в повышении биорезистентности насаждений // Лесн. журн. 1999. № 6. С. 18–21.  (Изв. высш. учеб.  заведений).

6. Arefjew Yu.F. Genetisch-ökologische Aspekte des Forstschutyes // Der Wald. 1995. Vol.  7. S. 238–239.

7. Ramos R.G., Olden K. Gene-Environment Interactions in the Development of Complex Disease Phenotypes // Int. J. Environ. Res. Public. Health. 2008. Vol. 5(1). Pp. 4–11.

Поступила 30.01.17

Ссылка на английскую версию:

Prediction and Control of Pathogenesis in Forest Ecosystems

UDC 630*165.3

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.3.61

Prediction and Control of Pathogenesis in Forest Ecosystems

Yu.F. Aref'ev, Doctor of Biological Sciences, Professor

M.M. Mamedov, Сandidate of Biological Sciences, Assistant

Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov,
ul. Timiryazeva, 8, Voronezh, 394087, Russian Federation; e-mail: arefjev@voronezh.net

The pathogenesis prognosis in the forest, mainly homogeneous ecosystems, is always probabilistic due to its multifactorial nature. A sufficiently high degree of the forecast determinancy is possible in more complex heterogeneous plantations. In the complex forest ecosystems, the probabilistic forecast of pathogenesis is replaced by a prediction that is close to the deterministic one, which can be the basis for the pathogenesis controlling. The epiphytotics unpredictability is characteristic for homogeneous forest plantations, while smooth predictably pathogenesis fluctuating is typical for heterogeneous plantations. In this case, pathogens often pass to saprotrophic nutrition. This phenomenon is especially characteristic for highly heterogeneous mosaic plantations. The hierarchy of goals of this work is to ensure the effective control of pathogenesis through a sufficiently deterministic forecast and to suggest conceptual models for the formation of plantations resistant to pathogenic organisms. Forest plantations as the biological systems are characterized by increased complexity and dynamism. The influence of many changing factors on the pathogenesis creates the state of chaos, widespread in nature. The relevant objective is to transform the chaotic behavior of forest ecosystems into a regulated process. The long-term pathogenesis predictions should become less dependent on external influences and be determined mainly by internal factors of the biosystem. The research methodology is based on the application of a three-factor analysis of the effect of the studied factorial groups on the viability of plantations. The studies were carried out in stands of the various heterogenetic level in the Middle Russian forest steppe during the last 10 years. The environment dominated according to the influence strength. Factors of influence of the pathogen population and the host plants population were modifying. We recommend to change the conventional homogeneous plantations in the Central Russian forest-steppe for heterogeneous ones to make the long-term pathogenesis predictions less dependent on external influences but more on internal factors of biosystems.

Keywords: pathogenesis control, forest ecosystem, forest disease.

REFERENCES

1. Alimbek B.M. Mekhanizirovannye ravnomerno-gruppovye rubki kak sredstvo uluchsheniya sostoyaniya i produktivnosti dubrav Kazanskogo Povolzh'ya [Mechanized Group Cutting as a Means of Improving the Condition and Productivity of the Oak Forests in the Kazan Volga Region]. Sostoyanie i puti uluchsheniya dubrav RSFSR [The Condition and Ways to Improve the Oak Forests of the RSFSR]. Voronezh, 1975, pp. 70–84.

2. Arefʹev Yu.F. Inbriding kak faktor regulyatsii patogeneza v lesnykh ekosistemakh [Inbreeding as a Regulation Factor of Pathogenesis in Forest Ecosystems]. Materialy V Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. «Aktual'nye problemy biologii, nanotekhnologiy i meditsiny» [Proc. 5th Intern. Sci. Prac. Conf. “Actual Problems of Biology, Nanotechnology and Medicine”]. Rostov-on-Don, 2013, pp. 422–433.

3. Aref'ev Yu.F. Entropiya kak mera bioraznoobraziya v lesnykh ekosistemakh [Entropy as a Measure of Biodiversity of the Forest Ecosystems]. Aktual''nye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika [Analysis and Synthesis of Complex Systems in Nature and Technology], 2013, no. 5, pp. 341–344.

4. Artyukhovskiy A.K., Skrypnikov V.N., Aref'ev Yu.F. K voprosu sozdaniya
v ochagakh kornevoy gubki sosnovykh nasazhdeniy, ustoychivykh k gribnoy infektsii
[On the Issue of Creating of Pine Plantations Resistant to Fungus Infection in the Centers of Pine Fungus]. Sosnovye lesa Rossii v sisteme mnogotselevogo lesopol'zovaniya [Pine
Forests of Russia in the System of Multipurpose Forest Management]. Voronezh, 1993,
pp. 76–78.

5. Kharchenko N.A., Aref'ev Yu.F. Effekt gruppy v povyshenii biorezistentnosti nasazhdeniy [The Group Effect in Increasing the Bio-Resistance of Plantations]. Lesnoy zhurnal [Forestry journal], 1999, no. 6, pp. 18–21.

6. Arefjew Ju.F. Genetisch-ökologische Aspekte des Forstschutyes. Der Wald, 1995, vol. 7, pp. 238–239.

7. Ramos R.G., Olden K. Gene-Environment Interactions in the Development
of Complex Disease Phenotypes. Int. J. Environ. Res. Public. Health, 2008, vol. 5(1),
pp. 4–11.

Received on January 30, 2017