Zhodnocení napadení individuálního stromu a v okolí stromu navnazeného feromonem
Metodika hodnocení regionální početnosti kůrovců je zacílena k jednoduchému zjištění aktuálního ohrožení lesních porostů. Vychází z existence epidemické hladiny populační hustoty Ips typographus, při které díky vnitrodruhové kooperaci dochází k překonání obranných mechanismů stromu. Počet jedinců, který dokáže úspěšně atakovat stojící stromy je různý a závisí na zdravotním stavu, věku, stanovišti, průběhu teplot, úhrnu srážek atd. Z výše uvedeného je patrné, že současná normativní stanovení stupně ohrožení lesních porostů I. typographus a na ně navazující aplikace příslušného počtu obranných opatření (ČSN 48 1000), jsou příliš schematická. Navrhovaná zjednodušená (simplifikovaná) metodika zohledňuje lokální stav odolnosti lesních porostů a slouží k optimalizaci managementu ochrany lesa proti I. typographus. Simplifikovaná metodika hodnocení regionální (lokální) četnosti kůrovců spočívá v umístění feromonového odparníku na vybraný stojící strom v období rojení I. typographus, po stanovenou (relativně krátkou) dobu. Pokud během této doby dojde k obsazení stromu populací I. typographus, jsou okolní smrkové porosty ohroženy a je třeba aplikovat obranná opatření odpovídající zvýšenému stavu dle (ČSN 48 1000). V opačném případě je populační hustota I. typographus nízká resp. rezistence stromů vysoká a lze omezit počet obranných (kontrolních) opatření. Pokusy uskutečněné v předchozích letech ukázaly na klíčový význam adjustace feromonového odparníku v době, kdy samci vyhledávají hostitelský strom. Toto období může být obzvlášť ve vyšších nadmořských výškách relativně krátké. Při nesprávném odhadnutí fáze populačního cyklu I. typographus je úspěšnost simplifikované metody značně limitována. Jelikož k stanovení vhodné doby vyvěšení feromonového odparníku je zapotřebí přesně sledovat průběh rojení, což by v praxi znamenalo v inkriminovaném období (cca 2-3 týdnů) denně kontrolovat potenciálně ohrožené porosty (tzn. umístit feromonové lapače či jiné typy odchytových zařízení pro kůrovcovité nebo na těchto místech provádět měření teploty), de facto by tím byla popřena „simplifikovanost“ metody. Následné pokusy s prodloužením emise feromonu po dobu několika dnů nebyly z hlediska ochrany lesa bezpečné, jelikož vedly k výskytu ohnisek napadených stromů. Na základě předchozích zkušeností byly v roce 2011 k pokusům využity feromonové odparníky se sníženým odparem, jež představují nižší riziko pro okolní stojící stromy,
exponované po období 3. týdnů. K zachycení široké škály populačních hustot byly vybrány oblasti VLS Libavá (nízká četnost I. typographus; 10 lokalit), ŠLP Kostelec nad Černými lesy (vysoká četnost I. typographus; 5 lokalit) a LS Ledeč nad Sázavou (střední četnost I. typographus; 5 lokalit). Na každé lokalitě byly u stojícího navnazeného stromu připraveny dva stromové lapáky. Vyhodnocení pokusu proběhlo 1 měsíc od vyvěšení feromonového odparníku. Obsazenost lapáků a stojících stromů byla zjištěna na sekcích umístěných v relativních vzdálenostech dle Grodzki (1997). Vyhodnoceny byly pouze 4 lokality v kostelecké oblasti, 5 lokalit na Ledči a 8 lokalit na Libavé, protože během pokusu došlo na některých lokalitách k vyklizení lapáků lesním provozem.
stojící stromnavnazený feromonem
200.00
250.00
150.00
187.50
hustota
hustota
stromový lapák
100.00
125.00
0.00
Libava
Ledec
oblast
Kostelec
Libava
0.00 Ledec
62.50
Kostelec
50.00
oblast
Graf 1: Porovnání obsazení stromových lapáků v rámci oblastí výzkumu. Graf 2: Porovnání obsazení stojících stromů navnazených feromonem se sníženým odparem v rámci oblastí výzkumu.
Z hlediska hustoty obsazení stromových lapáků byly oblasti navzájem odlišné (Kruskal-Wallis test; p<0,001). Reprezentativní střední hodnota (medián) počtu rodin I. typographus na 1 m2 činila u oblasti Kostelec 70,5; u oblasti Ledeč 33,5 a u oblasti Libavá 0,0 což představuje dle ČSN 48 1000 v případě oblastí Kostelec a Ledeč zvýšený stav. Z krabicového grafu pro stojící strom navnazený feromonem je zřejmá odlišnost obou „českých“ lokalit od lokality Libavá (Kruskal-Wallis Post-hoc test; statisticky významné hodnoty z>2,3940: Kostelec z=4,274; Ledeč z=3,648;). Střední hodnoty (mediány) počtu rodin Kostelec 137; Ledeč 120 a Libavá 0,5.
stromový lapák Kostelec
stromový lapák Ledec
250.00
200.00
150.00
hustota
hustota
187.50
125.00
62.50
100.00
50.00
0.00
IV
sekce
III
II
I
IV
III
II
I
0.00
sekce
Graf 3: Porovnání hustoty obsazení sekcí na stromových lapácích v oblasti Kostelec. Graf 4: Porovnání hustoty obsazení sekcí na stromových lapácích v oblasti Ledeč.
stromový lapák
200.00
200.00
150.00
150.00
hustota
hustota
stromový lapák Libava
100.00
100.00
IV
III
II
I
sekce
IV
0.00
III
0.00
II
50.00
I
50.00
sekce
Graf 5: Porovnání hustoty obsazení sekcí na stromových lapácích v oblasti Libavá. Graf 6: Porovnání hustoty obsazení sekcí na stromových lapácích ze všech oblastí. Obsazenost jednotlivých sekcí stromových lapáků na pokusných lokalitách byla velmi podobná, zejména mezi prvními třemi sekcemi. Vizuálně odlišnou početnost vykazovala pouze sekce IV., ale při vícenásobném porovnání s ostatními sekcemi nebyly zjištěny statisticky významné rozdíly.
stojící stromnavnazený feromonem Ledec
250.00
250.00
187.50
187.50
hustota
hustota
stojící stromnavnazený feromonem Kostelec
125.00
125.00
IV
sekce
III
II
I
IV
0.00
III
0.00 II
62.50
I
62.50
sekce
Graf 7: Porovnání hustoty obsazení sekcí na stojících stromech navnazených feromonem se sníženým odparem v oblasti Kostelec. Graf 8: Porovnání hustoty obsazení sekcí na stojících stromech navnazených feromonem se sníženým odparem v oblasti Ledeč.
stojící stromnavnazený feromonem 250.00
187.50
187.50
hustota
hustota
stojící stromnavnazený feromonem Libava 250.00
125.00
125.00
62.50
62.50
0.00
0.00
IV
III
II
I
IV
III
II
I
sekce
sekce
Graf 9: Porovnání hustoty obsazení sekcí na stojících stromech navnazených feromonem se sníženým odparem v oblasti Libavá. Graf 10: Porovnání hustoty obsazení sekcí na stojících stromech navnazených feromonem se sníženým odparem ze všech oblastí. Poměr obsazenosti jednotlivých sekcí na stromech navnazených feromonovým odparníkem vykazoval podobný trend jako v případě stromových lapáků, tedy odlišnost sekce IV. od ostatních sekcí. Tento vztah byl však u sekce I. ve všech případech statisticky významný (Kruskal-Wallis Post-hoc test; statisticky významné hodnoty z>2,638: Kostelec z=3,713; Ledeč z=3,050, Libavá z=3,050, dohromady z=3,742). Při porovnání údajů napříč
lokalitami byla prokázána statisticky významná odlišnost i u sekce II. (Kruskal-Wallis Posthoc test; statisticky významné hodnoty z=2,638: z=2,806). V Tab. 1 a 2 jsou uvedeny střední hodnoty obsazení sekcí rodinami I. typographus, vhodnější mírou polohy je vzhledem k zamítnutí Gaussova normálního rozložení dat (Shapiro-Wilk; p<0,01) medián. Kritické počty závrtů I. typographus k stanovení stupně napadení jsou pro stromové lapáky uvedeny v dm2 a podle hodnot mediánu by v případě lokality Libavá odpovídaly slabému stupni, u lokality Ledeč střednímu stupni a v případě lokality Kostelec střednímu až silnému stupni napadení (ČSN 48 1000).
Tab. 1: Střední hodnoty obsazenosti stromových lapáků. Tab. 2: Střední hodnoty obsazenosti stromů navnazených feromonovým odparníkem se sníženým odparem. stromové lapáky lokalita sekce Průměr Medián I 91,3 100,0 II 65,8 84,0 Kostelec III 68,9 66,5 IV 50,1 14,5 I 39,5 34,5 II 46,6 40,5 Ledeč III 55,3 40,0 IV 45,3 27,5 I 0,4 0,0 II 0,5 0,0 Libavá III 0,3 0,0 IV 0,5 0,5
stojící strom navnazený feromonem lokalita sekce Průměr Medián I 143,0 151,0 II 173,8 179,0 Kostelec III 92,5 94,0 IV 11,3 5,5 I 152,0 157,0 II 105,8 114,0 Ledeč III 83,4 103,0 IV 31,6 0,0 I 1,4 1,0 II 0,6 0,5 Libavá III 0,6 0,0 IV 0,1 0,0
Porovnáním obou tabulek je zřejmé, že na stojících stromech opatřených feromonem je počet rodin v jednotlivých sekcích významně vyšší (Wilcoxonův párový test; p<0,5), což je způsobeno nižší resp. minimální obranyschopností lapáku vůči ataku kůrovcovitých. Počet rodin I. typographus na stojících stromech odráží více vlastní odolnost stromu. K vyjádření vztahu mezi napadením lapáku a stojícího stromu opatřeného feromonem byl zkonstruován regresní model. Jelikož ke stanovení stupně napadení je dle ČSN 48 1000 používána hustota závrtů v místech nejvyššího obsazení kmene, byla pro konstrukci
regresního modelu využita sekce s maximální denzitou závrtů v rámci stromového lapáku. U stojícího stromu byla použita I. sekce, a to díky dobré schopnosti reprezentovat hustotu obsazení stromu a v neposlední řadě vzhledem k praktickému zacílení metody. Statistickou analýzou byla nalezena významná korelace (r=0,77) mezi počtem závrtů na I. sekci stojícího stromu a maximální denzitou závrtů na přilehlém stromovém lapáku. Pro vyjádření vztahu mezi výše uvedenými veličinami byla použita metoda nejmenších čtverců, model byl prokázán jako významný (ANOVA; p<0,001; koeficient determinace D=0,60). Korekční faktor (regresní rovnice) pro stanovení předpokládaného obsazení lapáku resp. stupně napadení činí 0,6902395698 (tzn. počet závrtů na stromovém lapáku=0,69*počet závrtů na bázi stojícího stromu navnazeného feromonem). Při použití korekčního faktoru 0,69 jsou kritické počty napadení stojícího stromu navnazeného feromonem se sníženým odparem: slabý stupeň do 0,7 závrtu na dm2, střední stupeň od 0,7 do 1,5 závrtu na dm2 a silný stupeň nad 1,5 závrtu na dm2. Z hlediska interakce I. typographus x hostitelský strom však dochází primárně pouze k dvěma stavům, a to buď že dojde úspěšné kolonizaci nebo nedojde. Pomocí výše popsané metody lze identifikovat kritický práh populační hustoty, při kterém v místně specifických podmínkách dojde k úspěšnému náletu na stojící stromy. V našem případě se kritický práh pohyboval ve výši cca 130 závrtů na m2 (stojící strom, který byl úspěšně kolonizován při 81 závrtech v I. sekci byl vyjmutý ze stanovení kritického prahu pro značnou tloušťku kůry v bazální části kmene). Na základě stanoveného kritického prahu populační hustoty lze s použitím korekčního faktoru určit kritický stupeň napadení stromového lapáku, který představuje aktuální nebezpečí vzniku kůrovcem napadených stromů. Při použití kritického prahu 130 závrtů na m2 je kritický stupeň napadení stromového lapáku 0,9 závrtu na dm2. V minulých letech byl jedním z limitujících faktorů využití simplifikované metody výskyt kůrovcem napadených stromů tzv. „kůrovcových ohnisek“. V roce 2011 byl na lokalitách s použitím feromonů pečlivě sledován výskyt napadení okolo stojících stromů. Na dvou lokalitách byl zaznamenán výskyt tří napadených stromů, v sedmi případech k napadení nedošlo vůbec. Jednotlivé oblasti se z hlediska počtu napadených stromů nelišily (KruskalWallis test; p=0,97). Počet napadených stromů vzhledem k obsazení lapáku či stojícího stromu navnazeného feromonem nevykazoval žádný trend. Pouze při porovnání počtu okolních napadených stromů s denzitou obsazení lapáku byla pomocí Spearmanova korelačního koeficientu založeného na pořadí případů v rámci jednotlivých faktorů, nalezena statisticky významná negativní závislost (Spearman r=-0,54). Tento vztah může být
interpretován na jedné straně jako malá účinnost stromových lapáků v případě oslabeného (stresovaného) smrkového porostu nebo naopak schopnost atraktivních lapáků aktivně ochránit stojící porost.
Graf 11: Regresní křivka lineárního modelu obsazenosti stromového lapáku v závislosti na hustotě napadení báze stojícího stromu navnazeného feromonem se sníženým odparem.
10
okolní napadené stromy 3.00
Pocet
7
2.00
3
1.00 0 0.0
1.0
2.0
3.0
0.00 Libava
Ledec
Kostelec
okolní_stromy
oblast
Graf 12: Porovnání množství napadených stromů v okolí stromů s feromonem. Graf 13: Histogram počtu napadených stromů podle jednotlivých lokalit. Navržená simplifikovaná metodika hodnocení regionální a/nebo lokální četnosti kůrovců představuje způsob, kterým lze zjišťovat aktuální ohroženost lesních porostů I. typographus. Lze jí považovat za vhodný doplněk ke klasické metodě stromových lapáku, jenž umožňuje stanovit jaká obsazenost lapáku (kritický stupeň napadení stromového lapáku)
představuje denzitu brouků, která je schopna aktuálně překonat obranyschopnost stromů v okolních porostech (kritický práh populační hustoty).
Použitá literatura ČSN 48 1000: Ochrana lesa proti kůrovcům na smrku. Český normalizační institut, Praha, vydáno 1.3.2005, 8 pp. Grodzki W. 1997: Changes in the occurence of bark beetles on Norway spruce in a forest decline area in the Sudety Mountains in Poland. pp. 105-111. In: Grégoire J.-C., Liebhold A.M., Stephen F.M., Day K.R. & Salom S.M. (eds.): Integrating Cultural Tactics into the Management of Bark Beetles and Reforestation Pests. 1-3 September 1996, Vallombrosa, Italy. USDA Forest Service General Technical Report NE-239.
