Home About Browse Search
Svenska


Outbreak dynamics of the spruce bark beetle Ips typographus in time and space

Kärvemo, Simon (2015). Outbreak dynamics of the spruce bark beetle Ips typographus in time and space. Diss. (sammanfattning/summary) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., Acta Universitatis agriculturae Sueciae, 1652-6880 ; 2015:27
ISBN 978-91-576-8252-9
eISBN 978-91-576-8253-6
[Doctoral thesis]

[img]
Preview
PDF
3MB

Abstract

The European spruce bark beetle Ips typographus (L.) is one of the most important pests of mature Norway spruce Picea abies (Karst.) in Europe. Outbreaks (periods with
large-scale beetle-caused tree mortality) are often triggered by large-scale stormfellings or drought, which provide a large surplus of suitable breeding material. The overall aim of the studies in this thesis was to increase knowledge about how forest characteristics and local beetle populations influence tree mortality and bark beetle outbreak dynamics in time and space.

We found that the size of infestation spots in general were small (<10 killed trees), that they had high extinction probabilities in the next beetle generation. The main factors increasing the probability of infestation spots in new locations (i.e.
colonisations) and decreasing the probability of spot extinction were volume of spruce
per ha and to some extent connectivity (i.e. distance and spot size) to neighbouring
infestation spots from the previous year.

The total number of killed trees during the outbreak in stands surrounding storm gaps increased with the size of the local population of I. typographus initially produced
in the storm-felled trees in the storm gaps (measured as number of colonised stormfelled trees). The effect of the previous year’s local population declined as the outbreak
progressed due to host tree depletion in the areas with the largest storm gaps.

The reproductive success of beetles at the tree level scale was negatively influenced
by the colonisation density (as a result of intraspecific competition), which in turn was affected by the trees’ diameter. The reproductive success and colonisation density differed strongly between the outbreak years. A low reproductive success in the final years may have contributed to the ultimate collapse of the outbreak. Increases in the density of natural enemies were lower than expected but may also have contributed somewhat to the outbreak collapse.

The results from the different studies demonstrate a large complexity in the bark
beetle-host tree interactions that influence the outbreak dynamics of I. typographus in time and space.

Authors/Creators:Kärvemo, Simon
Title:Outbreak dynamics of the spruce bark beetle Ips typographus in time and space
Alternative abstract:
LanguageAbstract
Swedish

Utbrottsdynamik hos granbarkborren Ips typographus i tid och
rum

Granbarkborren Ips typographus (L.) är en av de viktigaste skadegörarna på gran Picea
abies (Karst.) i Europa. Utbrott av arten utlöses vanligen av torkstress (hos värdträden)
eller stora stormfällningar som skapar ett överskott av förökningsmaterial. I dessa träd
kan I. typographus ha en påfallande hög förökningsframgång eftersom träden har ett
reducerat försvar. Detta kan leda till så stora populationer att barkborrarna lyckas
övervinna de vitala trädens försvar och därmed döda stora mängder granskog under
flera år. I januari 2005 fälldes många träd i södra Sverige av stormen Gudrun, vilket
ledde till ett större flerårigt utbrott av I. typographus som resulterade i att mer än 4
miljoner kubikmeter granskog dödades. Detta gav oss möjligheten att studera en rad
olika faktorer som påverkar granbarkborrens utbrottsdynamik.

Syftet med studierna i avhandlingen är att öka kunskapen om hur olika slags
skogstyper och närheten till lokala barkborrepopulationer påverkar träddödligheten och
utbrottsdynamiken i tid och rum. Avhandlingen innehåller fyra studier som utfördes på
olika skalor; från sannolikhet av lokala förekomster, kolonisationer och utdöenden av
angripna trädgrupper i skogslandskapet, ner till träddödlighet i skogsbestånd kring
stormluckor och slutligen till förökningsframgång i individuella granar.

Det vi fann var att angripna trädgrupper i skogslandskapet var vanligtvis små (<10
träd) och geografiskt utspridda, samt att utdöenderisken för dessa trädgrupper var stor
(vilket inte var ett resultat av att värdträden tog slut). Faktorer som påverkade
förekomsten av trädgrupper var huvudsakligen granvolymen, men också till viss del
närheten till lokala populationer från föregående år. Samma variabler påverkade även
lokala kolonisationer och utdöenden, men i denna studie fann vi också att lokala
populationer från innevarande år är viktiga. Den stora betydelsen av granvolymen beror
förmodligen på att I. typographus vanligtvis angriper de större träden och
sannolikheten att hitta ett lämpligt värdträd med svagare försvar ökar med antalet
granar.

Antalet dödade granar i skogsbestånden ökade med antalet koloniserade vindfällen i
stormluckorna och denna faktor hade mycket större betydelse än hur mycket gran det
fanns kring stormluckan. Orsaken till detta kan vara att flera av de studerade stormluckorna bestod av hundratals vindfällda träd vilket resulterade i riktigt höga
tätheter av barkborrar. De största lokala populationerna orsakade också att de lämpliga
värdträden i skogsbestånden tog slut.

Förökningsframgången, angreppstätheter och fiender, studerades genom barkprover
från enskilda träd under hela utbrottet. Förökningsframgången påverkades till stor del
av angreppstätheten, som i sin tur ökade med träddiametern. Förklaringen till den stora
effekten av angreppstäthet är inomartskonkurrens. Angreppstätheten, och därmed också
förökningsframgången varierade mycket mellan åren och detta orsakades troligen av
variationer i trädens försvar. Men orsaken till denna variation är inte klarlagd. Förutom
angreppstätheten hade även naturliga fiender (parasitstekellarver och styltflugelarver)
en effekt på förökningsframgången.

Utvecklingen av granbarkborreutbrott påverkas av olika faktorer på olika rumsliga
skalor och det som händer på en viss skala kan påverka utfallet på nästa skala. Till
exempel, resultaten i avhandlingen visar en hög förökningsframgång i de vindfällda
och stående träden under första året av utbrottet som bidrog till stor träddödlighet i
bestånden året efter och dessa angripna grupper ökade (tillsammans med granvolym)
risken för nya närliggande angrepp i skogslandskapet. Även fast responsvariablerna i
de olika studierna inte är direkt jämförbara, så uppvisar den stora variationen i deras
relativa betydelse en stor komplexitet i systemet som påverkar utbrottsdynamiken hos I.
typographus i tid och rum.

Series/Journal:Acta Universitatis agriculturae Sueciae (1652-6880)
Year of publishing :2015
Depositing date:24 March 2015
Volume:2015:27
Number of Pages:44
Papers/manuscripts:
NumberReferences
IKärvemo, S., Van Boeckel, T.P., Gilbert, M., Grégoire, J-C. & Schroeder,M. (2014). Large-scale risk mapping of an eruptive bark beetle -Importance of forest susceptibility and beetle pressure. Forest Ecology and Management 318:158-166
IIKärvemo, S., Johansson, V., Schroeder, M. & Ranius, T. Colonisation-extinction dynamics of a tree-killing bark beetle. (manuscript submitted to Landscape Ecology)
IIIKärvemo, S., Rogell, B. & Schroeder, M. (2014). Dynamics of spruce bark beetle infestation spots: importance of local population size and landscape characteristics after a storm disturbance. Forest Ecology and Management 334:232-240
IVSchroeder, M., Kärvemo, S. & Knape, J. Within-tree intraspecific competition and enemy pressure during a large-scale Ips typographus outbreak (manuscript in preparation)
Place of Publication:Uppsala
Publisher:Department of Ecology, Swedish University of Agricultural Sciences
ISBN for printed version:978-91-576-8252-9
ISBN for electronic version:978-91-576-8253-6
ISSN:1652-6880
Language:English
Publication Type:Doctoral thesis
Full Text Status:Public
Agris subject categories.:H Protection of plants and stored products > H10 Pests of plants
K Forestry > K70 Forest injuries and protection
L Animal production > L20 Animal ecology
Subjects:Obsolete subject words > NATURAL SCIENCES > Biology
(A) Swedish standard research categories 2011 > 1 Natural sciences > 106 Biological Sciences (Medical to be 3 and Agricultural to be 4) > Ecology
(A) Swedish standard research categories 2011 > 4 Agricultural Sciences > 401 Agricultural, Forestry and Fisheries > Forest Science
Agrovoc terms:ips typographus, pest insects, population dynamics, picea abies, landscape, storms, boreal forests, sweden
Keywords:Bark samples, Colonisation density, Connectivity, Forest insect pest, Natural enemies, Norway spruce, Infestation spots, Reproductive success
URN:NBN:urn:nbn:se:slu:epsilon-e-2506
Permanent URL:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:slu:epsilon-e-2506
ID Code:12015
Faculty:S - Faculty of Forest Sciences
Department:(NL, NJ) > Dept. of Ecology
(S) > Dept. of Ecology
External funders:FORMAS
Deposited By: Simon Kärvemo
Deposited On:24 Mar 2015 14:21
Metadata Last Modified:10 Apr 2015 06:04

Repository Staff Only: item control page