Department für Wald- und Boden- wissenschaften Aspekt des ... · Logan et al. (1976), Wermelinger & Seifert (1998) 1 ... Dendrolimus pini Brandenburg: kürzere Latenzphasen seit

FW, Klimawandel & Kalamitäten, 11.11.2016 I Inst. f. Forstentomologie, Forstpathologie & Forstschutz I A.o. Univ. Prof. DI. Dr. Erhard Halmschlager

Universität für Bodenkultur Wien

Department für Wald- und Boden-

wissenschaften

E. Halmschlager

Institut für Forstentomologie, Forstpathologie

u. Forstschutz, Univ. f. Bodenkultur Wien

Forstschutz unter dem

Aspekt des globalen Wandels

Waldbewirtschaftung & Forstschutz im Umfeld von

Klimawandel und globalem Handel




wissenschaften

Vortragsinhalt

1. Klimawandel in Mitteleuropa: prognostizierte Szenarien

2. Auswirkungen des Klimawandels auf Forstinsekten anhand

ausgewählter Beispiele

• Buchdrucker, Kiefernprozessionsspinner, Lärchenwickler

3. Problematik der Einschleppung von Pilzkrankheiten und

Wechselwirkungen mit Klimawandel

• Diplodia-Triebsterben der (Schwarz-) Kiefer

4. Zusammenfassung




wissenschaften

Prognostizierte Änderung der mittleren Niederschläge in den Monaten Juli, August und September:

a) Saisonales Mittel; und b) 5-Tagesmittel, die die 99% Perzentile übersteigen (Quelle: Christensen &

Christensen, 2003).

Niederschläge Juli-

September

Starkniederschläge

Prognostizierte Szenarien für ME

Abnahme der Sommer-Niederschläge ( Trockenheit!)

aber Zunahme der Niederschlagsintensität!




wissenschaften

Umweltfaktoren

Das

Krankheitsviereck

Wirtsbaum Krankheitserreger

Menschliche Eingriffe

Das

Krankheitsdreieck

Abiotische Umwelt Biotische Umwelt




wissenschaften

Quelle: BFW-Praxisinformation Nr. 10 - 2006 B F W

Benötigte Niederschlagsmenge für das Wachstum der Fichte:

> 600 mm / Jahr, > 350 mm in der Vegetationsperiode

Risiko-Regionen für die Fichte

in Österreich




wissenschaften

Vortragsinhalt


2. Auswirkungen des Klimawandels auf Forstinsekten

anhand ausgewählter Beispiele





4. Zusammenfassung




wissenschaften

Großflächig abgestorbene Fichtenbestände zwischen Rachel und Lusen [Foto: Ruggiero]

Quelle: http://www.lwf.uni-muenchen.de/veroef/veroef2000/baywa2000/index.htm

Nationalpark Bayerischer Wald 1994: Massenvermehrung des Buchdruckers (Ips typographus) in Höhenlagen zwischen 1.100 m bis 1.400 m (1994 - 2006)




wissenschaften

Tatra National Park Slowakische Republik

Extrem-Sommer 2015: Käferbefall bis zur Waldgrenze > 1.600 m




wissenschaften

Buchdrucker: der wichtigste Borkenkäfer in

den Fichtenwäldern Europas und Nordasiens

Was macht gerade diese Art so aggressiv

und was hat sich hier geändert?

• Verwendung von Aggregationspheromonen

• hohe Vermehrungsrate (Multivoltinismus, Geschwisterbruten)

• ± hohe Toleranz bezüglich Abwehrreaktionen des Baumes

(z.B. Harzfluss)

• Assoziierung mit symbiontischen Pilzen (Bläuepilze)




wissenschaften

Größe: 4.5 – 6 mm

bevorzugter Wirt: Fichte,

aber auch Tanne, Kiefer, Lärche

Larven zerstören das Kambium und die

wasserführenden Gefäße des Baumes

In Latenzphase Sekundärschädling: attackiert

hauptsächlich geschwächte, verletzte oder

frisch geschlägerte Bäume

Bei Massenvermehrung (z.B. nach Windwurf-

ereignissen…) wird der Buchdrucker zu

einem Primärschädling!

Buchdrucker (Ips typographus)




wissenschaften

Temperatur-abhängige Entwicklung

des Buchdruckers

0

10

20

30

40

50

0 10 20 30 40 50 °C

°

effective temperature linear

effective temperature nonlinear

TL = 8.3°C

TO = 30.4°C

TU = 38.9°C

↑ TU

↑ TO

↑ TL

T e

ff [

°C]

temperature [°C]

Quelle:

Logan et al. (1976),

Wermelinger & Seifert (1998)

1 Weibchen ~40 Nachkommen; ♂:♀ = 1:1

Tree with calculated

bark surface of ~8m2

Voltinismus: Kalkulation der Nachkommen

von einem befallenen Baum

200 x 20 = 4.000

4.000 x 20 = 80.000

80.000 x 40 = 3 200 000




wissenschaften

Entwicklungstypen

univoltine Entwicklung (1 Generation/Jahr) → obligate (genetisch fixierte) Entwicklungs- ruhe (Diapause) oder witterungsbedingt?

multivoltine Entwicklung (mehrere Generationen/Jahr) → fakultative Diapause!

→ uni- + multivoltine Entwicklung




wissenschaften

des Buchdruckers




wissenschaften

Allgemeine Entwicklungsbedingungen Standortsfaktoren Klima & Temperatur

http://ifff-riskanalyses.boku.ac.at

Steigende Temperaturen > beschleunigte Entwicklung > mehrere Generationen!

Aktuelle Entwicklung abhängig von:

• Extremen Witterungs-ereignissen (Regenfälle, Frost)

• Voltinismus (Zahl der jährlich vollendeten Generationen einer Art)




wissenschaften

60

Temperatur und Entwicklungszeit

Bedeutendste

Beschleunigung d.

Entwicklung am

höchstgelegenen

Standort!

Tage




wissenschaften

Pinienprozessionsspinner

(Thaumetopoea pityocampa )

© Klaus Hellrigl

© Klaus Hellrigl




wissenschaften

T. pityocampa

T. wilkinsoni

Verbreitungsgebiet von T. pityocampa




wissenschaften

Lebenszyklus




wissenschaften

Vorkommen des Pinienprozessionsspinners im Vinschgau unter derzeitigen klimatischen Bedingungen (links)

und bei Annahme eines Anstiegs der mittleren Wintertemperaturen um +2°C (rechts): sehr wahrscheinlich

(rot), wahrscheinlich (gelb) (Promoth, Final Report: WP1 “Core and expansion range”)

Verbreitung und mögliche Expansion

des Pinienprozessionsspinners

Norditalien – Vinschgau

Höhengewinn (1975-2004): 110-230m

Prognose für +4°C: Befall aller

Schwarz-Ki Bestände im Vinschgau

Spanien - Sierra Nevada

Neue Befallsvorkommen >1600m

Wirtswechsel:

Pinus nigra Pinus sylvestris (Hodar & Zamora 2004)




wissenschaften

Weitere „Gewinner“ des Klimawandels

Nonne Lymantria monacha

Temperaturbedingungen April-Mai (Jungraupen)

Massenvermehrungen:

• 2003 im Oberinntal, schweizerisch/tirolerisches

Grenzgebiet, ungewöhnliche Höhenlage von 1000 bis 1200m

• 2003-2006 in Brandenburg (100.000 ha)

Warm-trockene Frühjahrs- und Sommermonate

Kiefernspinner Dendrolimus pini

Brandenburg: kürzere Latenzphasen

seit 1990er Jahren intensive Massenvermehrungen

Einschichtige Reinbestände, grundwasserferne, arme Standorte

Geringe Jahresniederschläge, Anstieg Spätsommer-Temperaturen

Wenig effektive und späte Kontrolle durch Gegenspieler

Vorgeschädigte Bestände sind anfällig für Befall durch Sekundärschädlinge

Kiefernprachtkäfer Phaenops cyanea

Zwölfzähniger Kiefernborkenkäfer Ips sexdentatus

Sommertemperaturen, Trockenperioden




wissenschaften

Lärchenwickler (Zeiraphera diniana)

Massenvermehrung

bleibt seit 1981/89??

aus!!

Quelle: WSL,

Baltensweiler




wissenschaften

Vortragsinhalt


2. Auswirkungen des Klimawandels auf Forstinsekten anhand

ausgewählter Beispiele





4. Zusammenfassung




wissenschaften

Artenanzahl:

Hellgrün: 1-20 Arten

Dunkelgrün: 21-30 Arten

Orange: 31-40 Arten

Rot: ≥ 41 Arten

S

Santini et al. (2013)

Anzahl gebietsfremder Krankheitserreger

pro Land




wissenschaften

Beispielhafte Wirkung von Trocken- und

Hitzeperioden hinsichtlich gebietsfremder KE

Klimaparameter Wirkung

(+/–)1 Auswirkungen mit Beispielen

Trocken- und

Hitzeperioden

– Schwächung der Wirtsbäume, erhöhte Anfälligkeit gegenüber

KE (Diplodia sapinea, Cryptostroma corticale, Phytophthora

spp.)

–

Bei latenten KE Auslöser des Wechsels von endophytischem

zu pathogenem Verhalten (Diplodia sapinea, Cryptostroma

corticale)

–

Häufig Auslöser von Komplexkrankheiten unter Beteiligung

parasitischer Neomyceten (z. B. Eichensterben: Phytophthora

quercina und andere Phytophthora spp., Erysiphe alphitoides)

1 Direkte oder indirekte Wirkung: – = negative Wirkung (höhere Krankheitsintensität),

+ = positive Wirkung (niedrigere Krankheitsintensität)




wissenschaften

Diplodia sapinea: seit ca. 1990 ein wichtiger Triebsterben-Erreger

(Diplodia-Triebsterben) an der Schwarzkiefer in Ost-Österreich

Diplodia- Triebsterben

(Diplodia sapinea)




wissenschaften

Triebsterben diesj. Jahrgang Schwarzkiefer (Ursache vermutlich vorwiegend Diplodia sapinea)

Triebsterben diesj. Jg. PINI

0

20

40

60

80

100

Marchfeld Steinfeld NK Steinfeld WN Grimas

Hernstein

Kamptal

N/h

a in

%

Symptomtyp nicht vorhanden Symptomtyp vorhanden nicht beurteilt




wissenschaften

Befallsstärke Trieb- und

Aststerben (separat für jedes

Kronendrittel)

0 Kein Befall

1 Bis 10% der Triebe und Äste

2 11-50% der Triebe und Äste

3 Über 50% der Triebe und Äste

Oberes Kronendrittel = 3

Mittleres Kronendrittel =

3

Unteres Kronendrittel = 3

Zusammenfassung der

Befallsklassen

0 Kein Befall

1 - 3 Schwacher Befall

4 - 6 Mittelstarker Befall

7 - 9 Starker Befall

Summe = 3 + 3 + 3 = 9




wissenschaften Triebsterben-Befallsstärke PINI

0

20

40

60

80

100

Marchfeld Steinfeld NK Steinfeld WN Grimas

Hernstein

Kamptal

N/h

a i

n %

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 nicht beurteilt

Triebsterben-Befallsstärke Schwarzkiefer (Ursache vermutlich vorwiegend Diplodia sapinea)




wissenschaften

Zusammenfassung

Klimawandel kann zu Arealausweitung bei

wichtigen Schadinsekten & Krankheitserregern führen

Wärmere Temperaturen kürzere Entwicklungsdauer bei

Insekten Ausbildung mehrere Generationen/Jahr (bei

multivoltinen Arten!) und geringere Mortalität

Verschleppung gebietsfremder Krankheitserreger ist eine

wichtige Komponente des „globalen Wandels“

Klimawandel und Neobiota werden vermutlich enorme

Veränderungen der Störungsregime in Waldökosystemen

bewirken Notwendigkeit zur Änderung der bisherigen

Bewirtschaftungskonzepte!




wissenschaften

DANKSAGUNG

Für die Überlassung von Abbildungen und ppt-Folien:

Schopf A., Netherer S., Kirisits T.

Involvierte Forschungsprojekte – Geldgeber:

Forschungsprojekt „Risikoabschätzung von Borkenkäfer-Massenvermehrungen

im Nationalpark Kalkalpen“ (BMLFUW-LE.3.2.3/0023-IV/2/2004): Schopf A.,

Baier P., Netherer S., Pennerstorfer J.

EU-Projekt „Global change and pine processionary moth: a new challenge for

integrated pest management” (PROMOTH): Schopf A., Baier P., Schafellner Chr.,

Pennerstorfer J., Netherer S.

EU-Projekt „European Network on emerging diseases and threats through

invasive species in forest ecosystems” (FORTHREATS): Kirisits T.

Forschungsprojekt „Waldbauliche Empfehlungen für die Bewirtschaftung der

Kiefernwälder in Niederösterreich unter besonderer Berücksichtigung

forstschutzrelevanter Aspekte“ (BMLFUW): Kirisits T., Hochbichler E., Cech T.

LEADER 2014-2020 Projekt „Forstpathologische Untersuchungen zum

gegenwärtigen Schwarzkiefernsterben mit besonderer Berücksichtigung

abzuleitender Maßnahmen aus Sicht des Forstschutzes“: Mottinger-Kroupa S.




wissenschaften


Department für Wald und Bodenwissenschaften

Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz

A.o. Univ. Prof. DI. Dr. Erhard Halmschlager

Peter Jordan Straße 82, A-1190 Wien

Tel. : +43 1 47654-91620

[email protected] , www.boku.ac.at

Documents

Department für Wald- und Boden- wissenschaften Aspekt des ... · Logan et al. (1976), Wermelinger & Seifert (1998) 1 ... Dendrolimus pini Brandenburg: kürzere Latenzphasen seit