Delovni sklop 4: Model razvoja smrekovih podlubnikov in sistem obveščanja

Odgovorna oseba za DS4: Nikica Ogris.

Sodelujoče organizacije: GIS, BF, ZGS

Vsebina DS4 ustreza naslednjima projektnima ciljema:

razviti in validirati model razvoja smrekovih podlubnikov v Sloveniji ter razvoj sistema za samodejni izračun predvidenega začetka rojenja spomladi in datuma konca razvoja prve generacije, do katerega se spremlja ulov za osmerozobega (Ips typographus L.) in šesterozobega (Pityogenes chalcographus L.) smrekovega lubadarja;
vzpostaviti sistem obveščanja krajevnih in območnih enot Zavoda za gozdove Slovenije o pričetku rojenja in konca razvoja prve generacije osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja.

Aktivnost 4.1: Plan postavitve in spremljanja kontrolnih pasti in kontrolno-lovnih debel

Odgovorna oseba: Nikica Ogris

Izvajalci aktivnosti 4.1 bodo GIS, BF in ZGS.

Pravilna izbira lokacije in nameščanje kontrolnih pasti (KP) in kontrolno-lovnih debel (KLD) sta zelo pomembni, zato bomo temu v prvi fazi projekta namenili posebno pozornost (v času prve in druge zime). Položili bomo štiri kontrolno-lovna debla v prvem in drugem letu trajanja projekta. Tretje leto bo namenjeno kalibraciji, validaciji in implementaciji modela v obstoječi elektronski informacijski sistem za varstvo gozdov, ki ga razvija in vzdržuje GIS. Kontrolno-lovna debla bomo položili na štirih različnih nadmorskih višinah (predvidoma 400–1200 m) in štirih različnih ekspozicijah –npr. sever, jug, zahod in ravnina, vse skupaj štiri KLD. S takšno izbiro bomo obsegli dovolj širok gradient osončenosti KLD in s tem temperaturnih razmer, ki bistveno vplivajo na razvoj podlubnikov, kar bo omogočilo učinkovito kalibracijo modela. Kontrolno-lovna debla bodo iz odraslih smrek prsnega premera najmanj 40 cm. Pri podiranju bomo veje oklestili in jih zložili na kontrolno-lovni kup (KLK). Kontrolno-lovno deblo bomo položili v senco oz. polsenco, kar ustreza povprečnim razmeram v sestoju. Lokacija KLD bo v bližini aktivnih žarišč smrekovih lubadarjev, kar bo zagotovilo zanesljiv napad podlubnikov.

Kontrolne pasti bomo postavili v bližini kontrolno-lovnih debel, vendar dovolj daleč vstran, da ne bo prišlo do medsebojnega vpliva (npr. vsaj 25 m vstran), kar pomeni, da bomo kontrolne pasti postavili prav tako na štirih lokacijah, na različnih nadmorskih višinah in legah.

Zelo pomembno bo pravilno izbrati datum postavitve KP in KLD. Kontrolne pasti bomo postavili, ko bo na nadmorski višini posamezne lokacije maksimalna dnevna temperatura tri dni zapored večja kot 8 °C in ko ne bo več snežne odeje (predvidoma na začetku marca na nadmorski višini 400 m). Kontrolno-lovna debla bomo položili kasneje, ko bodo lahko največje dnevne temperature dosegle 16 °C: na nadmorski višini 500 m bomo položili kontrolno-lovna debla ok. 15. 3., na nadmorski višini 1100 m pa ok. 15. 4. Dejanski datum postavitve bo odvisen od razvoja vremena v tekočem letu. Če do naselitve-napada lubadarjev ne bo prišlo, bomo v istem letu položili nadomestno kontrolno-lovno deblo na drugi lokaciji.

Rezultat aktivnosti:

plan postavitve kontrolnih pasti: natančne lokacije in čas postavitve;
plan položitve kontrolno-lovnih debel: natančne lokacije in čas poleganja.

Aktivnost 4.2: Spremljanje ulova smrekovih podlubnikov v kontrolnih pasteh

Odgovorna oseba: Marija Kolšek

Izvajalec aktivnosti 4.2 bo ZGS.

Cilj spremljanja ulova smrekovih podlubnikov v kontrolnih pasteh je ujeti datum prvega rojenja.

V bližini vsake izbrane lokacije s položenimi kontrolno-lovnimi debli bomo postavili dve kontrolni pasti tipa Theysohn. Ena kontrolna past bo opremljena s feromonsko vabo za osmerozobega smrekovega lubadarja, druga pa s feromonsko vabo za šesterozobega smrekovega lubadarja. Kontrolni pasti bosta na lokaciji oddaljeni med seboj ok. 50 m tako, da med njima ne bo prišlo do morebitnih medsebojnih vplivov. Ulov v pasteh bomo merili na vsake 2–3 dni (ponedeljek, sreda in petek), saj želimo čim natančneje ujeti datum prvega rojenja. Kontrolne pasti bomo postavili dovolj zgodaj, da ne bomo zamudili prvega rojenja smrekovih lubadarjev. Kdaj bomo KP postavili se bomo odločili glede na vremenske razmere v tekočem letu trajanja projekta. Ulov v kontrolne pasti bomo spremljali dve leti zapored. Ulov v kontrolne pasti se bo v tekočem letu spremljal samo do začetka prvega rojenja (npr. do konca aprila na nadmorski višini 600 m), saj so KP v predlaganem projektu namenjene samo natančni določitvi datumov prvega rojenja.

Rezultat aktivnosti:

datum prvega rojenja osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja na štirih lokacijah v letih 2017 in 2018;
časovna vrsta količin ujetih osebkov osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja na štirih lokacijah s frekvenco 3 krat na teden do prvega rojenja v letih 2017 in 2018.

Aktivnost 4.3: Spremljanje kontrolno-lovnih debel

Odgovorna oseba: Maja Jurc

Izvajalec aktivnosti 4.3 bo BF.

Cilj spremljanja kontrolno-lovnih debel je spremljati razvoj osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja: pridobili bomo datum prvega napada podlubnikov in datum pojava imagov prve generacije lubadarjev.

Kontrolna-lovna debla (KLD) bomo spremljali v prvih dveh letih trajanja projekta (od marca do predvidoma konca julija). KLD bomo spremljali vsakih 7 dni. Nove vhodne odprtine bomo označili z risalnimi žebljički. Ko bomo na KDL opazili prve vhodne odprtine, bomo to zabeležili kot datum prvega napada. Na tedenski ravni bomo na označenih mestih spremljali razvoj lubadarjev z odstranjevanjem dela skorje (ok. 20 × 20 cm). Vsakič bomo zabeležili najbolj razvito fazo in pristnost/odsotnost odraslih hroščev. Takoj ko se bodo osebki razvili do razvojne faze bube, bomo odvzeli kos debla v dolžini 50–70 cm in ga postavili v rastno komoro, kjer bomo spremljali razvoj podlubnikov vsak dan. V primeru osmerozobega smrekovega lubadarja bomo odvzeli kos debla na dnu krošnje, v primeru šesterozobega smrekovega lubadarja pa v vrhaču, kjer je debelina debla ok. 15 cm. V rastni komori bomo nastavili konstantno temperaturo 23 °C, čas dneva bo dolg 16 ur in noč 8 ur. S spremljanjem pojava prve generacije v rastni komori bomo pridobili natančnejše podatke o potrebni vsoti efektivnih temperatur za celoten razvojni krog. Datum pojava prve generacije lubadarjev bomo ugotovili tako, da bomo vsakih 7 dni preverjali, ali so na skorji KLD nahajajo izhodne odprtine.

Rezultat aktivnosti:

datum prvega napada osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja na štirih lokacijah v letih 2017 in 2018;
datum pojava imagov prve generacije osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja na štirih lokacijah v letih 2017 in 2018.

Aktivnost 4.4: Spremljanje temperature zraka in temperature skorje

Odgovorna oseba: Mitja Ferlan

Izvajalec aktivnosti 4.4 bo GIS.

Cilj spremljanja temperature zraka in skorje je najti korelacijo med temperaturo zraka in temperaturo skorje. Ker razvijamo model, ki bo kot vhodni podatek imel tako temperaturo zraka kot temperaturo skorje, kasneje pa bo na voljo samo temperatura zraka (podatki ARSO iz sistema INCA), bomo s pomočjo regresijskega modela izračunali temperaturo skorje na podlagi temperature zraka.

V neposredni bližini kontrolno-lovnih debel in kontrolnih pasti bomo merili temperaturo zraka na višini 1,5 m od tal. Temperatura zraka se bo avtomatsko odčitala vsako uro in shranila v napravi oz. avtomatsko poslala posnete podatke s pomočjo GPRS signala na FTP strežnik.

Na vsakem kontrolno-lovnem deblu bomo merili temperaturo skorje vsako uro na štirih mestih: zgoraj, spodaj, levo in desno. Termometre za merjenje temperaturo skorje bomo namestili na dnu krošnje.

Rezultat aktivnosti:

temperatura zraka in temperatura skorje KLD izmerjena vsako uro na štirih lokacijah v letih 2017 in 2018.

Aktivnost 4.5: Razvoj, validacija in kalibracija fenološkega modela smrekovih podlubnikov

Odgovorna oseba: Nikica Ogris

Izvajalec aktivnosti 4.5 bo GIS.

Cilj aktivnosti 4.5 je razvoj informacijskega sistema za samodejni izračun predvidenega začetka rojenja spomladi in datuma konca razvoja prve generacije, do katerega se spremlja ulov v kontrolnih pasteh za osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja.

Začetek rojenja spomladi (prvi napad) bomo predvideli na podlagi modela, ki bo upošteval, da je temperaturni prag rojenja 16,5 °C (maksimalna dnevna temperatura) in potrebna temperaturna vsota 140 dd.

Datum konca razvoja prve generacije osmerozobega smrekovega lubadarja bomo določili na podlagi vsote efektivnih temperatur skorje. Ko bo vsota efektivnih temperatur skorje dosegla 557 dd, je to dan, ko se predvidoma zaključi razvoj prve generacije osmerozobega smrekovega lubadarja in izleti iz debla. V modelu bomo upoštevali, da se osmerozobi smrekov lubadar ne razvija, če je dolžina dneva krajša kot 14,5 ur.

Pri izračunu efektivnih temperatur bomo upoštevali zgornji in spodnji temperaturni prag, tj. 38,9 in 8,3 °C, ter optimalno temperaturo 30,4 °C. Med spodnjim temperaturnim pragom in optimalno temperaturo za razvoj je povezava linearna, med optimalno temperaturo in zgornjim pragom pa nelinearna. Za temperature pod spodnjim temperaturnim pragom in nad zgodnjim temperaturnim pragom je efektivna temperatura enaka nič.

Na podlagi podatkov spremljanja temperature zraka in temperature skorje (aktivnost 4.4) bomo razvili regresijski model, ki bo izračunaval temperaturo skorje na podlagi temperature zraka.

Zgoraj opisan model bomo validirali in kalibrirali na podlagi podatkov, ki jih bomo zbrali v aktivnosti 4.2 (spremljanje ulova smrekovih podlubnikov v kontrolnih pasteh) in aktivnosti 4.3 (spremljanje razvoja podlubnikov na kontrolno-lovnih deblih).

Vsote efektivnih temperatur potrebnih za prvi napad in za popolni razvoj prve generacije šesterozobega smrekovega lubadarja bomo izračunali iz merjenj temperatur skorje na terenu in spremljanja njegovega razvoja tako na terenu kot v rastni komori. Ostali postopki bodo enaki kot pri osmerozobemu smrekovemu lubadarju.

Pričetek samodejnega izračunavanja vsote efektivnih temperatur bomo kalibrirali glede na različne lokacije, tj. predvsem nadmorsko višino. Privzeto bo izračun na začetku procesa modeliranja nastavljen na 1. februar, vendar bomo ta datum s postopkom kalibracije nastavili tako, da bo odvisen od lokacije, npr. ko največja dnevna temperatura zraka preseže 8 °C tri dni zapored.

Rezultat aktivnosti:

informacijski sistem za samodejni izračun predvidenega začetka rojenja spomladi in datuma konca razvoja prve generacije, do katerega se spremlja ulov v kontrolnih pasteh za osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja.

Aktivnost 4.6: Vzpostavitev sistema samodejnega obveščanja krajevnih in območnih enot ZGS

Odgovorna oseba: Nikica Ogris

Izvajalca aktivnosti 4.6 bosta GIS in ZGS.

Cilj aktivnosti 4.6 je vzpostaviti sistem samodejnega obveščanja krajevnih in območnih enot Zavoda za gozdove Slovenije o pričetku rojenja in konca prve generacije osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja.

Aktivnost 4.6 bomo pričeli izvajati, ko bo končana aktivnost 4.5, tj. ko bo model za razvoj smrekovih podlubnikov validiran in kalibriran. Model bomo implementirali neposredno v obstoječ elektronski informacijski sistem za varstvo gozdov, ki ga Zavod za gozdove Slovenije uporablja od 2013 naprej. Vhodna podatka v model sta povprečna dnevna in maksimalna dnevna temperatura zraka. Na podlagi temperature zraka se po modelu (aktivnost 4.5) izračuna temperatura skorje. Vir podatkov za temperaturo zraka bo sistem za zelo kratkoročno avtomatizirano napoved (INCA, Agencija RS za okolje). Prostorska ločljivost podatkov iz sistema INCA je 1 km2. Temu primerna bo tudi prostorska ločljivost modela za napoved pričetka rojenja in konca izletavanja prve generacije smrekovih lubadarjev. Sistem INCA napoveduje temperaturo zraka do 12 ur vnaprej. Ker želimo napovedati pričetek rojenja več dni vnaprej, bomo uporabili tudi podatke meteorološkega modela ALADIN, ki napoveduje temperaturo zraka za tri dni vnaprej. S pripravljenim modelom iz aktivnosti 5 bomo samodejno izračunavali vsote efektivnih temperatur. Ko bodo le te dosegle mejo 140 dd, bo to znak za začetek prvega napada, pri temperaturni vsoti 557 dd, pa bo to znak za zaključek razvoja prve generacije osmerozobega smrekovega lubadarja.

Samodejno obveščanje krajevnih in območnih enot ZGS bo potekalo po dogovoru, npr. enkrat na teden. V spomladanskih mesecih bo samodejno sporočilo vključevalo podatke o predvidenem datumu prvega rojenja smrekovih lubadarjev. Na podlagi tega podatka bo lahko ZGS pravočasno postavil kontrolne pasti za spremljanje ulova smrekovih lubadarjev. Ko se bo približevala vsota efektivnih temperatur približevala pragu za konec razvoja prve generacije, bomo v samodejno obvestilo vključili tudi predviden datum zaključka razvoja prve generacije, do katerega spremljamo ulov v kontrolne pasti. S tem bo racionalizirana poraba časa za spremljanje ulova smrekovih lubadarjev v kontrolnih pasteh. Samo obvestilo bo strukturirano po revirjih, višinskih pasovih ter predvidenih datumih prvega rojenja in zaključka rojenja prve generacije.

Ulov smrekovih lubadarjev v kontrolne pasti lahko izvajajo tudi lastniki gozdov sami. Zato bomo na spletnem portalu za varstvo gozdov (www.zdravgozd.si) pripravili interaktivno spletno aplikacijo, ki bo omogočala poizvedbo za poljubno lokacijo. Spletna aplikacija bo v obliki interaktivne spletne karte. Rezultat točkovne poizvedbe bo trenutna vsota efektivnih temperatur in napoved za naslednje tri dni oz. uporabniku prijaznejše v formatu datumov predvidenih, ko bo nastopilo prvo rojenje in konec razvoja prve generacije. Na interaktivni karti bosta poleg pomožnih najrelevantnejša dva grafična sloja: (1) nastop prvega rojenja, (2) konec razvoja prve generacije. Z ustreznim grafičnim prikazom bomo nazorno ločili območja, kjer bo kmalu nastopil obravnavani datum in območja, kjer se je dogodek najverjetneje že zgodil, kar bomo dosegli z ustreznimi razredi in barvno lestvico.

Rezultat aktivnosti:

sistem samodejnega obveščanja krajevnih in območnih enot Zavoda za gozdove Slovenije o pričetku rojenja in konca prve generacije osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja, implementacija v elektronski informacijski sistem za varstvo gozdov;
interaktivna spletna karta za načrtovanje postavitve kontrolnih pasti za spremljanje ulova podlubnikov in načrtovanja trajanja spremljanja ulova na podlagi modelnega izračuna za nastop prvega rojenja in modelnega izračuna za konec razvoja prve generacije.