Bjergfyrbille - Mountain pine beetle

Bjergfyrbille
Dendroctonus ponderosae.jpg
Voksen
Videnskabelig klassificering redigere
Kongerige: Animalia
Phylum: Arthropoda
Klasse: Insecta
Bestille: Coleoptera
Familie: Curculionidae
Slægt: Dendroctonus
Arter:
D. ponderosae
Binomisk navn
Dendroctonus ponderosae
( Hopkins , 1902)

Den bjergfyr bille ( Dendroctonus ponderosae ) er en art af barkbiller indfødte til skovene i det vestlige Nordamerika fra Mexico til det centrale British Columbia . Den har en hård sort Exoskeleton, og måler ca. 5 millimeter ( 1 / 4  i), på størrelse med et riskorn.

I det vestlige Nordamerika har et nylig udbrud af bjergfyrbille og dets mikrobielle forbindelser påvirket store områder af lodgepole fyrreskov, herunder mere end 40 millioner hektar (16 millioner hektar) skov i British Columbia. Udbruddet i Rocky Mountain National Park i Colorado begyndte i 1996 og har forårsaget ødelæggelse af millioner af hektar ponderosa og lodgepole fyrretræer. På toppen af ​​udbruddet i 2009 blev over 4,0 millioner hektar (1.600 tusind hektar) påvirket. Udbruddet faldt derefter på grund af bedre miljøforhold og det faktum, at mange sårbare træer allerede var blevet ødelagt.

Bjergfyr biller bebor ponderosa , Whitebark , lodgepole , skotterne , donkraft , og smidig fyrretræer. Normalt spiller disse insekter en vigtig rolle i en skov, angriber gamle eller svækkede træer og fremskynder udviklingen af ​​en yngre skov. Imidlertid førte usædvanligt varme, tørre somre og milde vintre i 2004-2007 i hele USA og Canada sammen med skove fyldt med moden lodgepole-fyr til en epidemi uden fortilfælde.

Udbruddet kan have været det største skovinsektskimmel, der er set i Nordamerika siden europæisk kolonisering. Monokulturel genplantning og et århundrede med skovbrandundertrykkelse har bidraget til udbrudets størrelse og sværhedsgrad, og selve udbruddet kan med lignende angreb have betydelige virkninger på de nordlige skovers evne til at fjerne drivhusgasser (såsom CO 2 ) fra atmosfæren.

På grund af dens indvirkning på skovbruget er transkriptomet og billens genom blevet sekventeret. Det var det andet billegens genom, der blev sekventeret.

Træangreb

Bjergfyrbiller kan skade hele skovområder.

Bjergfyrbiller påvirker fyrretræer ved at lægge æg under barken. Billerne introducerer blå plet svamp i træet, der forhindrer træet i at frastøde og dræbe de angribende biller med træhøjde. Svampen blokerer også vand- og næringsstoftransport inden for træet. På træets ydre resulterer dette i popcornformede masser af harpiks, kaldet "pitchrør", hvor billerne er kommet ind. Den fælles handling af larvefoder og svampekolonisering dræber værts træet inden for et par uger efter vellykket angreb (svampen og fodring af larverne omslutter træet, afbryder strømmen af ​​vand og næringsstoffer). I de senere år har tørkeforholdene yderligere svækket træer, hvilket har gjort dem mere sårbare og ude af stand til at forsvare sig mod angreb. Når træet først bliver angrebet, forbliver det grønt. Normalt inden for et år efter angrebet, vil nålene være blevet røde. Det betyder, at træet dør eller dør, og billerne er flyttet til et andet træ. Om tre til fire år efter angrebet er der meget lidt løv tilbage, så træerne fremstår grå.

Når billepopulationerne stiger, eller flere træer bliver stressede på grund af tørke eller andre årsager, kan bestanden hurtigt stige og spredes. Sunde træer angribes derefter, og enorme områder med modne fyrretræer kan blive truet eller dræbt. Varme somre og milde vintre spiller en rolle i både insektoverlevelse og fortsættelse og intensivering af et udbrud. Ugunstige vejrforhold (såsom vintertemperaturer på -40 °) kan reducere billepopulationerne og bremse spredningen, men insekterne kan komme sig hurtigt og genoptage deres angreb på ellers sunde skove.

Livscyklus

Biller udvikler sig gennem fire faser: æg , larve , puppe og voksen . Bortset fra et par dage i løbet af sommeren, hvor voksne kommer ud af yngletræer og flyver for at angribe nye værtstræer, bruges alle livsfaser under barken.

I lave højder og i varme år kræver bjergfyrbiller et år for at fuldføre en generation. Ved høje højder, hvor somrene typisk er køligere, kan livscyklusser variere fra et til to år

Hunbiller starter angreb. Når de tygger ind i den indre bark og phloem, frigives feromoner, der tiltrækker han- og hunbiller til det samme træ. De angribende biller producerer flere feromoner, hvilket resulterer i et masseangreb, der overvinder træets forsvar, og resulterer i angreb på tilstødende træer.

Naturlige rovdyr fra bjergfyrbille inkluderer visse fugle, især spætter og forskellige insekter.

Ledelsesteknikker

Håndteringsteknikker omfatter høst ved forkanterne af det, der kaldes "grønt angreb", samt andre teknikker, der kan bruges til at håndtere angreb i mindre skala, herunder:

  • Feromon agn - lokker biller ind i træer 'agnet' med et syntetisk hormon, der efterligner duften af ​​en hunbille. Biller kan derefter være indeholdt i et enkelt område, hvor de lettere kan ødelægges.
  • Sanitærhøst - fjerner enkelt angrebne træer for at kontrollere spredningen af ​​billepopulationer til andre områder.
  • Snip and skid - fjerner grupper af angrebne træer spredt over et stort område.
  • Kontrolleret eller mosaik, brændende - brænder et område, hvor angrebne træer er koncentreret, for at reducere høje billeangreb i området eller for at reducere brandfaren i et område. Bekæmpelse af naturbrande er steget betydeligt siden 1980'erne og 90'erne på grund af brandslukningsteknologi.
  • Fald og forbrænding-skærer (fælder) og brænder bille-inficerede træer for at forhindre spredning af billepopulationer til andre områder. Dette gøres normalt om vinteren for at reducere risikoen for at starte skovbrande.
  • Pesticider - Biopesticider som chitosan er testet for beskyttelse mod bjergfyrbille, og pesticider som carbaryl , permethrin og bifenthrin bruges til applikationer i mindre områder.

Begrebet naturligt planteforsvar rummer håb om at fjerne angreb af fyrbiller. Gunstige mikrobielle løsninger forskes og udvikles, der arbejder med planten for at aktivere og forbedre dets resistensmekanismer mod insekter og sygdomme.

US Forest Service testede chitosan , et biopesticid , til forarmede fyrretræer for at forsvare sig mod MPB. Resultaterne fra US Forest Service viser, at kolloidalt chitosan fremkaldte en stigning på 40% i fyrresin (P <0,05) i sydlige fyrretræer. En milliliter chitosan pr. 10 gallon vand blev påført jordarealet inden i drypringen af loblolly fyrretræer . Ansøgningen blev gentaget tre gange fra maj til september i 2008. Chitosan var ansvarlig for at fremkalde naturlige forsvarssvar af øgede harpiksudstødninger med evnen til at ødelægge 37% af fyrbilleæggen. Dr. Jim Linden, mikrobiolog, Colorado State University, erklærede, at kitosan øgede harpiksudskillelser for at skubbe bjergfyrbille ud af træet, hvilket forhindrede MPB i at komme ind i fyrretræet og sprede blåskimmel.

Aggressivt at søge efter, fjerne og ødelægge ynglen i angrebne træer er den bedste måde at bremse spredningen af ​​bjergfyrbiller; den beskytter dog muligvis ikke bestemte træer. Sprøjtning af træer for at forhindre angreb er den mest effektive måde at beskytte et lille antal værdifulde træer mod bjergfyrbiller. Carbaryl, permethrin og bifenthrin er registreret i USA til brug til forebyggelse af angreb af fyrbiller. Carbaryl anses af EPA for sandsynligvis at være kræftfremkaldende for mennesker. Det er moderat giftigt for vilde fugle og delvist for meget giftigt for organismer, der lever i vand. Permethrin metaboliseres let i pattedyrlever, så det er mindre farligt for mennesker. Fugle påvirkes også praktisk talt ikke af permethrin. Negative effekter kan ses i akvatiske økosystemer, såvel som at det er meget giftigt for gavnlige insekter. Bifenthrin er moderat farlig for pattedyr, herunder mennesker; det er lidt mere giftigt for fugle og akvatiske økosystemer end permethrin, samt ekstremt giftigt for gavnlige insekter.

Colorado's skove er tæt skovrige, hvilket gør dem meget mere modtagelige for angreb af barkbiller. Nuværende lovgivning er på plads for at hjælpe med det voksende billeproblem. Colorado -senatorerne Mark Udall og Michael Bennet annoncerede, at Colorado vil modtage $ 30 millioner af de $ 40 millioner, der bliver omdirigeret af US Forest Service for at bekæmpe de millioner af hektar skader forårsaget af bjergfyrbille i Rocky Mountain -regionen.

Fald og forbrænding er den teknik, der bruges i Alberta, hvor der er håb om at begrænse udbruddet til det vestlige Canada, forhindre dets spredning til det nordlige Saskatchewan og videre mod det østlige Canada, hvor jack pine kan være sårbart så langt øst som Nova Scotia.

Kommerciel brug af berørte træer

Træ kvalitet

Træ fra biller, der er ramt af biller, bevarer sin kommercielle nytteværdi i 8 til 12 år efter, at træet er død, men dets værdi falder hurtigt, for inden for flere måneder blæser den flugtende fugt store kontroller og revner fra træets ydre omkreds dybt ind i hjertet af træet. Den resterende fugt slipper langsommere ud og forårsager små revner i træet. Dette forårsager vanskeligheder ved moderne automatiserede savværksoperationer med høj effekt og øger tømmertabet og arbejdskraften til at producere træprodukter af høj kvalitet. Denne såkaldte 'holdbarhed' afhænger af en række faktorer, herunder økonomiske forhold og standpladsforhold. I områder, hvor det er vådere, har træerne en tendens til at rådne i bunden og falde hurtigere, især hvis de er større. Svampen, der bæres af billerne og dræber træerne, forårsager blå pletter af træet ved træets omkreds, men det påvirker ikke træets styrke, og der er heller ingen sundhedsskadelige virkninger på mennesker. Blå plet anses dog for at være en defekt i tømmerklassificeringsstandarderne og betragtes derfor som en "down-grade", hvilket resulterer i en lavere råvaremarkedspris. Alle disse faktorer har stærkt begrænset produktionen af ​​træprodukter med blå pletter.

Træanvendelser

Tømmeret kan bruges til ethvert træprodukt fra standardtømmer til konstruerede træprodukter, såsom limlaminerede produkter og krydslaminerede paneler. Epidemien i British Columbia skaber også muligheder for den nye bioenergiindustri. Selvom der er mange små træbearbejdnings- og håndværksbutikker, der laver møbler og kunsthåndværk af det eksotiske blåfarvede træ, og på trods af det massive udbud og det stadig mere tydelige behov for at udnytte dette døde træ, er der meget få virksomheder, der har skabt produktlinjer, der kræver store mængder døde træer. Dette skyldes i høj grad de betydelige vanskeligheder og øgede omkostninger forbundet med forarbejdning af dødt træ og den tilsvarende sænkede rentabilitet. Blåbejdset fyrretræ er nu tilgængeligt i nogle store boksbutikker som Lowes.

  • Beetle Killed Bluestain Pine.jpg

Biobrændstof/alternativ energiproduktion fra billedræbte træer

Der har været bekymring for, at det enorme antal billedræbte træer kan udgøre en risiko for ødelæggende skovbrande. Skovudtynding for at dæmpe brandfaren er dyr og ressourcekrævende. Opmærksomheden henvender sig til måder at gøre dette ansvar til en kilde til celluloseethanol .

Ledere i de vestlige amerikanske stater og canadiske provinser har fremmet lovgivning for at give incitamenter til virksomheder, der bruger billedræbte træer til biobrændstof- eller biokraftanvendelser. Salgbare varer som følge af MPB -skader kan hjælpe med at subsidiere omkostningerne ved skovudtyndingsprojekter og understøtte nye jobmarkeder. Colorado's Department of Energy leverede for nylig $ 30 millioner til opførelse af statens første celluloseholdige ethanolanlæg for at konvertere billedrab til ethanol. Lignin, et biprodukt af processen, kan sælges til applikationer i smøremidler og andre varer.

Brandfarer

Den langvarige tro på, at billedangreb og resulterende dødsfald fører til mere ødelæggende skovbrande, udfordres i øjeblikket. Selvom nogle er uenige, har igangværende NASA -undersøgelser vist, at billedrab faktisk kan reducere tilgængelige små brændstoffer og dermed begrænse effekten og rækkevidden af ​​brande.

Nuværende udbrud

Det nuværende udbrud af bjergfyrbiller er ti gange større end tidligere udbrud. Kæmpe skår i det centrale British Columbia (BC) og dele af Alberta er blevet hårdt ramt, med over 40 millioner acres (160.000 km 2 ) af BC's skove berørt. Under formodning om, at de store områder med døde fyrretræer udgør en potentiel brandfare, leder BC -regeringen brændstofforvaltningsaktiviteter i billerområder som anbefalet i 2003 Firestorm Provincial Review. Høstning af berørte stativer hjælper brandstyring ved at fjerne den formodede fare og bryde brændstoffernes kontinuitet. Disse behandlinger med brændstofstyring er specielt designet til at reducere grænseflader til brand og trusler mod lokalsamfund og indianere i angrebszonen. Grænsefladen er det område, hvor byudvikling og vildmark mødes. USA Fra maj 2013 ødelægger fyrretræet aggressivt skove i alle 19 amerikansk-amerikanske vestlige stater og Canada og ødelægger cirka 88 millioner tønder tømmer med en dødsfrekvens på 70–90%. Over 13.000 miles af elledninger bliver truet med faldende træer, der i stigende grad øger risikoen for brande, der kan forårsage udbredte problemer for millioner af mennesker. Den bjergfyr bille har påvirket mere end 900 miles (1400 km) af sporet, 3.200 miles (5.100 km) af vejen og 21.000 acres (85 km 2 ) af de udviklede rekreative steder i løbet af 4.500.000 acres (18.000 km 2 ) i Colorado og sydøstlige Wyoming ; andre udbrud omfatter Black Hills i South Dakota og strækker sig så langt sydpå som Arizona og så langt nord som Montana og Idaho. Den amerikanske skovtjeneste arbejder på en strategi for fjernelse af faretræer, der prioriterer rekreative områder med stor brug, f.eks. Campingpladser, veje og National Forest Service-lande, der støder op til sårbare offentlige infrastrukturer, f.eks. Elledninger og nærsamfund.

Tidligere havde koldeperioder dræbt barkbiller, der nu angriber skovene. Den længere yngletid er en anden faktor, der tilskynder til spredning af biller. Kombinationen af ​​varmere vejr, angreb af biller og dårlig forvaltning i de sidste år har ført til en betydelig stigning i alvorligheden af skovbrande i Montana. Ifølge en undersøgelse foretaget for det amerikanske miljøbeskyttelsesagentur ved Harvard School of Engineering and Applied Science, vil dele af Montana opleve en stigning på 200% i arealet forbrændt af vildmarkbrande og en 80% stigning i luftforurening fra disse brande.

Virkning på kulstofcyklussen

Forskere fra Canadian Forest Service har undersøgt forholdet mellem kulstofcyklus og skovbrande, skovhugst og trædødsfald. De konkluderede i 2020, at fyrbilleudbruddet vil have frigivet 270 megatonn kuldioxid i atmosfæren fra canadiske skove. Der mangler endnu en accepteret undersøgelse af kulstofcykluseffekten over en fremtidig periode for nordamerikanske skove, men forskere mener, at vi er ved et 'vendepunkt' for vores vestlige skove, der bliver en kilde til større CO2-udslip end en ' carbon sink '. Andre forskere siger, at dette "vendepunkt" vil vende sig selv, når nyt skovliv etableres. Denne nye vækst vil fjerne mere kuldioxid, end de modne træer, de udskifter, ville have. Ifølge en undersøgelse fra 2016 fra Pacific Institute for Climate Solutions kan stigende niveauer af kuldioxid annullere fyrretræspåvirkningen i British Columbia inden 2020. Befrugtningseffekten af ​​de øgede CO 2 -niveauer har ført BC -skove tilbage til en kuldioxid fra 2016 pr. Werner Kurz fra Canadian Forest Service.

Virkning på vandressourcer

Hydrologer fra University of Colorado har undersøgt virkningerne af biller-inficerede skove på vandcyklussen, især sneakkumulering og smeltning. De konkluderede, at døde skove vil akkumulere flere sneposer som følge af tyndere træskærme og reduceret snesublimering . Disse tyndere baldakiner forårsager også hurtigere snesmeltning ved at tillade mere sollys til skovbunden og sænke snesækken albedo, som et resultat af nåleaffald på snefladen. Forstærket snepose kombineret med døde træer, der ikke længere viser sig, vil sandsynligvis føre til mere tilgængeligt vand.

Se også

Referencer

eksterne links