Opiasa (2016): Predisposition of Norway spruce to European spruce bark beetle infestation and spatial development of an outbreak after a windthrow (Masterarbeit)
Ausgangslage: Im Frühling 2012 warf ein Föhnsturm einige Fichten im Naturwaldreservat Uaul Prau Nausch. Die grosse Menge an frischem Totholz bot dem Buchdrucker (Ips typographus) ideale Brutbedingungen. In den darauffolgenden Jahren wurden auch stehende Fichten um die Sturmfläche vom Käfer befallen. Zudem haben sich kleinere Käfernester ausserhalb der grossen Sturmfläche gebildet.
Ziele
Über die Dynamik des Buchdruckers im subalpinen Fichtenwald ist auf der lokalen Ebene noch wenig bekannt. Die momentane Situation erlaubt es, diesen Prozess zu beobachten und zu untersuchen. Folgenden Fragen wurde dabei nachgegangen:
1. Gibt es eine Beziehung zwischen Parametern auf Einzelbaum- und Bestandesebene und dem Risiko nach einem Windwurf durch Buchdruckerbefall abzusterben?
2. Kann man qualitativ ein räumliches Muster in der Entwicklung des Befalls in den Jahren nach dem Sturm erkennen?
Vorgehen
Von stehenden toten und lebenden Fichten im betroffenen Naturwaldreservat wurden Bohrkerne für die Analyse der jährlichen Zuwächse entnommen. Zusätzlich wurde für jede einzelne Fichte folgende Parameter erhoben: Zustand (tot oder lebend), Brusthöhendurchmesser (BHD), Höhe, Borkendicke, Kronenlänge, Distanz zur nächsten toten Fichte, Grundfläche (mit Hilfe der Bitterlich Methode) sowie die lokale Hangneigung, Kronenlänge gegen Süden und Exposition. Weitere Informationen wie Schäden am Baum oder die Feststellung von Kernfäule beim Anbohren des Baumes wurden ebenfalls im Feld festgehalten. Im Labor wurden das kambiale Alter und das Todesjahr der toten Fichten mittels dendroökologischen Methoden erhoben. Ebenfalls wurden Verfärbungen im Holz als weiterer Parameter notiert. Die im Feld und im Labor erhobenen Daten wurden dann mittels statistischen Analysen (Multiple logistische Regressionsmodelle) ausgewertet. Durch diese Analyse konnte der Einfluss der einzelnen Parameter auf den Zustand der einzelnen Fichte (tot oder lebend) quantifiziert werden.
Für die räumliche Untersuchung des Befalls wurden die Koordinaten aller aufgenommenen toten Fichten erhoben. Zusammen mit den identifizierten Todesjahren der Fichten konnte so eine räumliche und zeitliche Entwicklung qualitativ beobachtet und dargestellt werden.
Resultate
Insgesamt wurden 217 stehende tote und lebende Fichten beprobt. Die statistischen Analysen zeigen, dass die Distanz zur nächsten toten Fichte einen signifikanten Einfluss auf den Zustand der individuellen Fichte hat. Im Durchschnitt standen die toten Fichten deutlich näher bei der nächsten toten Fichte als die lebenden Fichten. Als weitere wichtige Parameter schied das Modell die Baumhöhe, die Kronenlänge, die lokale Hangneigung sowie Anwesenheit von Verfärbungen im Holz aus. Die Abhängigkeiten sind dabei wie folgt: je höher der Baum desto wahrscheinlicher ein Käferbefall. Dabei haben die Fichten mit mittlerer Kronenlänge (zwischen 1/3 und 2/3 der Baumhöhe) die höchste Befallswahrscheinlichkeit. Je höher die lokale Hangneigung desto wahrscheinlicher ein Käferbefall und auch Fichten mit verfärbtem Holz haben ein leicht höheres Befallsrisiko. Entgegen der Erwartungen hatten das kambiale Alter, die Kernfäule, die aus den Zuwächsen berechneten Vitalitätsindizes und Schäden am Baum keinen signifikanten Einfluss auf das Befallsrisiko.
Im Datensatz waren schliesslich total 102 tote Fichten mit Information zum Todesjahr und eingemessenen Koordinaten. Davon sind 23.5 % bereits vor dem Windwurf im 2012 abgestorben (s. Abbildung oben). Die meisten der beprobten Fichten starben aber in den Jahren 2013 und 2014, also ein bis zwei Jahre nach dem Windwurf. Die folgende Animation zeigt die räumlich-zeitliche Entwicklung des Befalls. Es fällt auf, dass der Befall räumlich sehr geklumpt auftrat, was die Resultate der statistischen Analyse gut ergänzt. Auch fällt auf, dass der Befall vor allem um die Windwurffläche stattfand und es nur kleine Nester weiter aussen im Bestand gab.
Die Arbeit ist auf der Research-Collection der ETH zugänglich.