PHENIPS plus — онлайн-мониторинг короедов в Австрии

Исследователи из Института энтомологии, патологии и защиты лесов Университета почвоведения в Вене (BOKU) создали общенациональную цифровую систему раннего предупреждения о заражении короедами PHENIPS plus в виде интернет-приложения.

В следующие пять лет PHENIPS plus предложит платформу, которая будет служить лесовладельцам в качестве информационного портала и помощника в принятии решений. Это обеспечит устойчивое управление лесами и поможет защитить местные леса.

Леса под давлением изменения климата

Леса Европы испытывают все большую нагрузку из-за изменения климата и экстремальных погодных явлений. В частности, «нервная» ель очень чутко и быстро реагирует на изменение климата. Повреждения, снегом и ветром, высокие температуры и отсутствие осадков, ослабили защиту елей от заражения короедами, особенно короедом-типографом. Это уже привело к массовой гибели еловых лесов на некоторых участках. Кроме того, в Австрии и других регионах Центральной и Северной Европы. Произошло беспрецедентное увеличение образования поврежденной короедом древесины, что в свою очередь вызвало снижение, как цен на древесину, так и доходов лесовладельцев.

Рис 1.Развитие климатических изменений ослабило защиту ели, и поэтому она гораздо более восприимчива к атакам короеда. Фото: BOKU

Развитие типографа в зависимости от температуры

Развитие короеда типографа сильно зависит от температуры. Жуки начинают роиться только весной при превышении определенного температурного порога. Для развития насекомого от стадии яйца до летающего жука требуется определенное количество тепла. Это означает, что, в зависимости от сезонной погоды и местоположения, в более прохладных местах может не быть вылет только одного поколения, тогда как в более теплых регионах может сформироваться несколько генераций. Основываясь на параметрах развития и используя ежедневные данные о погоде в различных точках страны из Центрального института метеорологии и геодинамики (растровые данные INCA), можно рассчитать пространственный и временной ход развития короеда. Эту задачу решает цифровой инструмент PHENIPS plus, ориентированный на лесовладельцев и лесных менеджеров.

Научное сотрудничество между Венским университетом природных ресурсов и наук о жизни (BOKU) и Федеральным центром исследований леса (BFW) направлено на создание комплексной онлайн-платформы с исследовательским проектом PHENIPS plus. В будущем появится важная информация о текущем развитии короеда типографа, а также о региональных масштабах заражения. Также регистрируется, насколько далеко зашла опасность для лесов. Как цифровой инструмент для лесовладельцев, PHENIPS plus призван внести значительный вклад в более быстрое реагирование и своевременное осуществление превентивных и контрольных мер против массового распространения книгопечатания », — говорит руководитель проекта Томас Кириситс. Исследовательский проект PHENIPS plus финансируется Федеральным министерством сельского хозяйства, регионов и туризма,

Рис 2 Структура картографического сервиса BOKU, который представляет ежедневное развитие короеда с процессом развития в ползунке времени. Изображение: BOKU

Мониторинг фенологии короеда типографа (время роения, начало заражения, развитие потомства, потенциальное количество поколений) является важной частью оценки риска заражения еловых насаждений .

Рис. 1: Важные аспекты развития Ips typographus — оценка рисков

С помощью PHENIPS, на основе климатических данных, собранных из конкретного лесного массива, можно рассчитать начало роения и заражения весной, развитие потомства, начало родственных выводков, создание последующих поколений, индукцию диапаузы и способность расплода впадать в спячку, используя климатические данные из местоположения леса (рис. 2) .

Рис.2: Удаленная лесная климатическая станция, собирающая данные для фенологической модели PHENIPS


Взаимосвязь между скоростью развития и температурой не является линейной для всего диапазона рабочих температур короеда типографа, а аппроксимируется кривой оптимума.  Скорость развития не увеличивается далее при температурах, которые выходят за пределы оптимального диапазона температур. Они замедляется и останавливается при достижении верхнего порогового значения температуры (38,9 ° C). Используя эту нелинейную зависимость, можно рассчитать эффективные температуры, необходимые для вылета и развития короеда (нулевая точка проявления = 8,3 ° C). Суммируя эти эффективные температуры (сумма тепла), можно оценить состояние развития потомства и, следовательно, время завершения развития и вылета нового поколения короедов.

Используя рассчитанные за день суммы эффективных температур, можно смоделировать развитие кладок и последовательность генераций типографа. Начало вылета и заселения деревьев весной определяется исходя из порогового значения 16,5 ° C для фазы роения (Lobinger, 1994) и средней сумма суточных температур 140 градусов.

Рис. 3: Графическое изображение потенциального развития короеда, смоделированное с помощью PHENIPS.

На основе текущего результата эффективных температур также может быть определено время появления сестринского поколения  и способность молодой генерации впадать в спячку. Для успешной зимовки развитие молодых жуков должно быть завершено к наступлению зимы, так как до-имагинальные стадии типографа подвержены очень высокой зимней смертности (Факколи, 2002). Во избежание потерь в случае слишком поздно начавшихся выводков, книгопечатник переходит в диапаузу с продолжительности светового дня <14,5 часов (Dolezal, Sehnal, 2007), т.е. с середины августа жуки больше не готовы к размножению, и, как правило, с этого момента их лет прекращается.

PHENIPS был разработан в рамках исследовательского проекта в национальном парке Калкалпен. Модельные расчеты проверялись на основе измеренных данных о погоде, динамика полета и развития потомства короеда типографа, в том числе собираемых с помощью сети феромонных ловушек «Тессон». Прогностическое качество модели разработки определялось на основе соответствия между расчетными и наблюдаемыми оценками состояния популяции. Кроме того, рассчитанные даты начала родственных выводков и второго поколения сравнивались с уловами ловушек и началом заражения в ловушках на деревьях второй закладки ловушек (Baier et al., 2007).
Помимо этого, PHENIPS был протестирован независимой исследовательской группой , показал хорошее соответствие прогнозных и фактических значений и использовался в ходе многочисленных анализов риска появления короедов (Seidl et al., 2007; Hlasny et al., 2011; Temperli et al., 2013; Pasztor et al., 2013; Mezei et al., 2017).

Картографический сервис с суточными темпами развития короеда можно найти здесь.

М.Попков ( по результатам публикаций сотрудников Института лесной энтомологии, лесопатологии и защиты лесов в Вене)

Похожие записи

Добавить комментарий