ResearchPDF Available

Dopad kalamity podkôrneho hmyzu na bezpečnosť turizmu vo Vysokých Tatrách

Authors:

Abstract and Figures

Impact of bark beetle outbreak on tourism in the High Tatra NP
No caption available
… 
Content may be subject to copyright.
DOPAD KALAMITY PODKÔRNEHO HMYZU
NA BEZPEČNOSŤ TURIZMU
VO VYSOKÝCH TATRÁCH
Matúš Kajba • Christo Nikolov • Ján Ferenčík • Andrej Gubka
Úvod
V ostatných rokoch vetrová a následne podkôrniková kalamita dramaticky zmenila vzhľad krajiny a lesné
ekosystémy vo Vysokých Tatrách. V niektorých častiach Tatier boli podkôrnym hmyzom zničené rozsiahle spo-
jité plochy lesa. Takéto narušenie má často kaskádový efekt, kde jednotlivé procesy na seba nadväzujú a popri
veľkoplošnom rozpade lesa je možné sledovať napr. aj zmeny v odtokových pomeroch, v kvalite vody (Potts,
1984; Pugh a gordon, 2012), v súdržnosti pôdy (Allen, 2007; sit ko et al., 2010), ale aj zmeny klimatických
podmienok stanovišťa (kiPfmueller a swetnAm, 2002; sit ko et al., 2010). S kalamitou podkôrneho hmyzu
je často spájané aj zvýšené riziko požiaru, hlavne v husto navštevovaných oblastiach (furniss, 1965; AmmAn,
1991; mchughA et al., 2003). Menej známe sú však informácie o tom, ako biofyzikálne dôsledky v yplývajúce
z poškodenia lesov hmyzom vnímajú ľudia, ktorí v dotknutých oblastiach žijú, pracujú a rekreujú sa. Okrem cel-
kovej zmeny krajinného rázu na ľudí pôsobia aj priame riziká vyplývajúce z poškodených a odumretých stromov
napadnutých hmyzom (wAllis et al., 1980; Johnson, 1981; londsdAle, 1999). Takéto porasty sú náchylnejšie
na vyvrátenie a v ylomenie vetrom a v oblastiach so zvýšenou hustotou osídlenia, prípadne na frekventovaných
komunikáciách či turistických chodníkoch predstavujú zvýšené riziko ohrozenia obyvateľov.
Cieľom príspevku je s použitím geograckých informačných systémov (GIS) identikovať časti turistických
chodníkov, v blízkosti ktorých sa nachádzajú odumreté porasty potenciálne ohrozujúce bezpečnosť turistov.
Materiál a metodika
Záujmové územie
Záujmové územie bolo vymedzené územím kompaktného lesa v okolí v ývratov z roku 2004. Leží v ochran-
ných obvodoch Podbanské, Štrbské Pleso, Vyšné Hágy, Smokovce, Tatranská Lomnica a Kežmarské Žľaby.
Územie obhospodarujú Štátne lesy (ŠL) TANAPu a niekoľ ko neštátnych subjektov.
Príprava podkladov
Od roku 2005 sa na vetrovou kalamitou najviac postihnutej časti Vysokých Tatier v pravidelných ročných in-
tervaloch vykonávalo letecké snímkovanie za účelom monitoringu vý voja lesa po vetrovej kalamite z roku 2004.
Na dokumentáciu vzniku a vývoja kalamity podkôrneho hmyzu boli použité digitálne vrstvy vytvorené metó-
dou manuálnej interpretácie a porovnávania leteckých snímok s vysokým priestorovým rozlíšením v oblasti
viditeľného a infračerveného spektra elektromagnetického žiarenia. Jednotlivé vrstvy vyt vorili zamestnanci
NLC a zamestnanci ŠL TANAP-u. Podrobný popis tvorby jednotlivých digitálnych vrstiev je uvedený v práci
nikolov, BArkA et al. (2010). Vytvorené vrstvy dokumentujú obdobie rokov 2005 až 2011.
Chrobačiare – odumreté stojace porasty
Pre hodnotenie poškodenia smrekových porastov podkôrnym hmyzom bola použitá vizuálna identiká-
cia ohnísk napadnutia a ich manuálna vektorizácia. Kartogracké znázornenie postupu rozpadu smrekových
porastov zachytáva predovšetkým hynutie spôsobené podkôrnym hmyzom, hoci tento proces je dôsledkom
121
komplexu faktorov (najmä huby, sucho, imisie), ktorých podiel na škodách je však pri porovnaní s podkôrnym
hmyzom zanedbateľný. Preto možno konštatovať, že znázornené odumreté plochy dospelého smrekového lesa
sú dôsledkom pôsobenia hlavne podkôrneho hmyzu ako momentálne najvýznamnejšieho škodlivého činiteľa
vo Vysokých Tatrách.
Stanovenie miery rizika
Vrstva turistických chodníkov bola rozdelená na ekvidištančné segmenty prostredníctvom nástroja na-
programovaného pre tento účel. Nástroj bol naprogramovaný s využitím existujúcich komponentov vývojo-
vého prostredia ArcObjects. Každý chodník bol rozdelený na zodpovedajúci počet 500-metrových segmentov,
pričom posledný segment bol vždy kratší a predstavoval doplnok k celkovej dĺžke chodníka. Každému segmen-
tu chodníka bol pridelený jedinečný identikátor v rámci chodníka. Priemerný počet segmentov na chodník bol
19. Pre každý segment chodníka bola vytvorená vzdialenostná zóna. Pri analýze ohrozenia chodníkov padnu-
tými stromami bola šírka vzdialenostnej zóny stanovená na 30 m pre obidve strany chodníka, a mala zohľadňo-
vať výšku potenciálne ohrozujúcich stromov. Každému segmentu chodníka tak prislúchala plocha 60 × 500 m
(obr. 1).
Obrázok 1. Segmenty turistických chodníkov s 30 metrovou vzdialenostnou zónou
Štandardnými GIS nástrojmi bola vrstva vzdialenostných zón prekr ytá s vrstvou stojacich stromov napad-prekrytá s vrstvou stojacich stromov napad-
nutých podkôrnym hmyzom. Následne bolo vypočítané percento plochy porastenej napadnutými stromami
z celkovej plochy vzdialenostnej zóny. Toto percento bolo považované za ukazovateľ potenciálneho ohrozenia
konkrétnej časti turistického chodníka. Hodnoty potenciálneho ohrozenia boli klasikované do troch skupín,
ktoré sme označili za mierne rizikové, stredne rizikové a rizikové. Hodnoty boli klasi kované Jenksovou metó-é a rizikové. Hodnoty boli klasi kované Jenksovou metó-rizikové. Hodnoty boli klasi kované Jenksovou metó-é. Hodnoty boli klasi kované Jenksovou metó-. Hodnoty boli klasikované Jenksovou metó-
dou „natural breaks“, ktorá redukuje variabilitu v rámci klasikovanej triedy a maximalizuje variabilitu medzi
jednotlivými triedami (Jenks, 1967). Mimo tejto klasikácie, bola stanovená trieda s nulov ým poškodením.
Výsledky
Ako najohrozenejšia lokalita sa javí Hrebienok a priľahlé chodníky, smer Reinerova chata, Vodopády Stude-
ného potoka, Zamkovského chata, Studená dolina a Vodopády Studeného potoka – Tatranská Lomnica. Podľa
sčítania turistov z roku 2012 (Správa TANAP-u) patrí práve táto lokalita medzi turisticky najvyhľadávanejšie.
Najvyššie riziko ohrozenia bolo identikované tiež v okolí Rázcestia pod Slavkovským štítom a vo nálnych
častiach chodníkov z Tatranskej Polianky, Tatranských Zrubov a Nového Smokovca smerom na Sliezsky dom.
Zaujímavé je zistenie vyššieho rizika ohrozenia v časti chodníkov smerom z Bieleho a Zeleného plesa, nakoľko
tieto časti sú pomerne vzdialené od plochy postihnutej veternou kalamitou.
Situáciu po výslednej klasikácii názorne ilustruje (obr. 2).
122
Matúš Kajba • Christo Nikolov • Ján Ferenčík • Andrej Gubka:
Obrázok 2. Ohrozenie častí turistických chodníkov stromami napadnutými podkôrnym hmyzom
Záver
Predkladaná práca prezentuje prístup hodnotenia poškodených porastov potenciálne ohrozujúcich rekre-
antov v oblasti Vysokých Tatier. Na hodnotenie potenciálneho rizika sme použili nástroje GIS a digitálne vrstvy
vytvorené z leteckých snímok. V práci sme hodnotili len porasty, ktoré bolo možné identikovať ako poškode-
né z leteck ých snímok. Podrobnejšie hodnotenie a rozpoznanie rizikových porastov nebolo vykonávané. Preto
pre dôkladnejšie zhodnotenie potenciálneho rizika odporúčame v ykonať terénny prieskum. Prieskum by mal
byť vykonávaný hlavne na trasách s označením «rizikové» v potenciálnej vzdialenosti ohrozujúcej turistov na
chodníkoch.
Za určitý nedostatok prezentovaného prístupu možno pokladať aktuálnosť dostupných údajov o poškodení
lesov podkôrnym hmyzom. Použité letecké snímky, z ktorých boli identikované odumreté porasty, sú z roku
2011. Pri tak dynamickom jave, ako je šírenie lykožrútovej kalamity, sú tieto údaje nie celkom aktuálne. Aj na-, ako je šírenie lykožrútovej kalamity, sú tieto údaje nie celkom aktuálne. Aj na-
priek tomuto nedostatku predpokladáme, že ak v rizikov ých úsekoch stojace kalamitné drevo nebolo odstráne-
né, tieto časti ostávajú naďalej rizikové. V niektorých častiach sa kalamita podkôrneho hmyzu mohla rozšíriť a
časti dotknutých turistických chodníkov môžu by ť ešte rizikovejšie. Za kľúčovú pokladáme polohovú presnosť
vrstv y chodníkov, nakoľko spôsob stanovenia miery ohrozenia počíta s pomerne blízkym okolím turistických
trás.
V práci bolo hodnotené len priame potenciálne ohrozenie poškodenými porastmi. Bolo by ďalej vhodné vy-
užiť digitálne vrstvy aj na zhodnotenie potenciálneho rizika výskytu požiaru, jeho následného šírenia a dopadu
na bezpečnosť oby vateľov a návštevníkov.
Poďakovanie
Príspevok vznikol vďaka podpore v rámci OP Výskum a vývoj pre projekty: Prognosticko-informačné systémy
pre zvýšenie efektívnosti manažmentu lesa (ITMS:26220220109) (50 %) a Vývoj ekologických metód pre kontrolu po-
pulácií vybraných druhov lesných škodcov v zraniteľných vysokohorských oblastiach Slovenska (ITMS: 26220220087)
(50 %), spolunancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.
123
Dopad kalamity podkôrneho hmyzu na bezpečnosť turizmu vo Vysokých Tatrách
124
Literatúra
Allen, c. d., 2007: Interactions Across Spatial Scales among Forest Dieback, Fire, and Erosion in Northern
New Mexico Landscapes. Papers in Natural Resources. Paper 104. Dostupné na internete: http://digital-
commons.unl.edu/natrespapers/104.
AmmAn, g., 1991: Bark beetle-re associations in the Greater Yellowstone Area, pp. 313-320 in: SC Nodvin
and TA Waldrop (eds)Fire and the Environment : Ecological and Cultural Perspectives, Proceedings of an
International Symposium. Knoxville, TN, March 20-24, 1009. USDA Forest Service, Southeastern Forest
Experiment Station, General Technical Report SE-69.
furniss, m., 1965: Susceptibility of re-injured Douglas-r to bark beetle attack in southern Idaho. Journal of
Forestry, 63(1): 8-11.
Jenks, g. f., 1967: The Data Model Concept in Statistical Mapping, International Yearbook of Cartography, 7:
186-190.
Johnson, d. 1981: Tree hazards: recognition and reduction in recreation sites. Technical Report R2-1. La-
kewood, CO: USDA Forest Service, Forest Pest Management, 17 p.
kiPfmueller, k. f., swetnAm, t. w., 2002: Climate and Mountain Pine Beetle-Induced Tree Mortality in the
Selway-Bitterroot Wilderness Area. Final Report to the USFS Research Joint Venture Agreement #RMRS-
-9 9611-R J VA.
londsdAle, d. 1999: The Principles of Tree Hazard Assessment and Management. Research for Amenity Trees
7. The Stationery Ofce, 388 pp.
mchughA, c. w., kolBB, t. e, wilsonc, J. l., 2003: Bark Beetle Attacks on Ponderosa Pine Following Fire in
Northern Arizona. Environmental Entomology, 32(3): 510-522.
nikolov, ch., BArkA, i., ferenčík, J. et al., 2010: Využitie geograckých informačných systémov a diaľ kového
prieskumu Zeme pre hodnotenie zmien stavu lesa po roku 2004 vo Vysokých Tatrách. In: konôPkA, B. (ed.):
Výskum smrečín destabilizovaných škodlivými činiteľmi, Zvolen : Národné lesnícke centrum, s. 96-106.
Potts, D. F., 1984: Hydrolog ic impac ts of a lar ge-scale Mountain Pi ne Beet le (Dendroctous ponderosae Hop kins)
epidemic. Journal of the American Water Resources Association, 20, p. 373-377.
Pugh, e., gordon, e., 2012: A conceptual model of water yield effects from beetle-induced tree death 1n snow-
-dominated lodgepole pine forests. Dostupné na internete: wileyonlinelibrary.com
sitko, r., PAvlArčík, s., nikol ov, ch., sitková , Z., 2010: Priestorová distribúcia potenciálnej erózie pôdy po ka-
lamitách vo Vysokých Tatrách In: konôPkA, B. (ed.): Výskum smrečín destabilizovaných škodlivými činiteľmi,
Zvolen: Národné lesnícke centrum, s. 249-266.
sit ková , Z., hsny, t., vidA, t., sitko, r., fleischer, P., 2010: Klimatické pomery Vysokých Tatier po vetrovej
kalamite v roku 2004. In: konôPkA, B. (ed.): Výskum smrečín destabilizovaných škodlivými činiteľmi, Zvolen:
Národné lesnícke centrum, s. 249-266.
wAllis, g.w., morisson d.J., ross d.w., 1980: Tree hazards in recreation sites in British ColumbiaManage-
ment Guidelines. British Columbia Ministry of Lands, Parks and Housing, Can. For. Serv. Joint Rep., no.
13, 52 p.
Mgr. Matúš Kajba1, Ing. Christo Nikolov, PhD.2, Ing. Andrej Gubka, PhD.2, Ing. Ján Ferenčík3
1Národné lesnícke centrum - Lesnícky výskumný ústav Zvolen, T. G. Masaryka 22,
SK – 960 92 Zvolen, e-mail: kajba@nlcsk.org
2Národné lesnícke centrum - Lesnícky výskumný ústav Zvolen, Lesnícka ochranárska služba,
Lesnícka 11, SK – 969 23 Banská Štiavnica, e-mail: nikolov@nlcsk.org, gubka@nlcsk.org
3Štátne lesy TANAP-u, SK – 059 60 Tatranská Lomnica, e-mail: jferencik@lesytanap.sk
ResearchGate has not been able to resolve any citations for this publication.
Article
Full-text available
Abstract ,Dendrochronological methods are used to date past beetle-induced whitebark pine mortality in three watersheds of the Selway-Bitterroot Wilderness Area, Idaho and Montana. Death dates were determined,for 84 of 110 (76%) sampled whitebark pines. Whitebark pine mortality due to mountain pine beetle epidemics,is clustered around a few short time periods, with the largest peak centered around 1930, a period of widespread,beetle-induced mortality documented,elsewhere. Mortality events also occurred in 1960s, and 1980s but are limited two only 2 watersheds. The cessation of the 1930s outbreak may,be related to prolonged cold temperatures during the winter of 1930. Aerial survey data (1966-1999) for mountain pine beetles was obtained to develop regression models,to predict beetle-induced tree mortality. Two region-wide
Article
Full-text available
Ecosystem patterns and disturbance processes at one spatial scale often interact with processes at another scale, and the result of such cross-scale interactions can be nonlinear dynamics with thresholds. Examples of cross-scale pattern-process relationships and interactions among forest dieback, fire, and erosion are illustrated from northern New Mexico (USA) landscapes, where long-term studies have recently documented all of these disturbance processes. For example, environmental stress, operating on individual trees, can cause tree death that is amplified by insect mortality agents to propagate to patch and then landscape or even regional-scale forest dieback. Severe drought and unusual warmth in the southwestern USA since the late 1990s apparently exceeded species-specific physiological thresholds for multiple tree species, resulting in substantial vegetation mortality across millions of hectares of woodlands and forests in recent years. Predictions of forest dieback across spatial scales are constrained by uncertainties associated with: limited knowledge of species-specific physiological thresholds; individual and site-specific variation in these mortality thresholds; and positive feedback loops between rapidly-responding insect herbivore populations and their stressed plant hosts, sometimes resulting in nonlinear “pest” outbreak dynamics. Fire behavior also exhibits nonlinearities across spatial scales, illustrated by changes in historic fire regimes where patch-scale grazing disturbance led to regional-scale collapse of surface fire activity and subsequent recent increases in the scale of extreme fire events in New Mexico. Vegetation dieback interacts with fire activity by modifying fuel amounts and configurations at multiple spatial scales. Runoff and erosion processes are also subject to scale-dependent threshold behaviors, exemplified by ecohydrological work in semiarid New Mexico watersheds showing how declines in ground surface cover lead to non-linear increases in bare patch connectivity and thereby accelerated runoff and erosion at hillslope and watershed scales. Vegetation dieback, grazing, and fire can change land surface properties and cross-scale hydrologic connectivities, directly altering ecohydrological patterns of runoff and erosion. The interactions among disturbance processes across spatial scales can be key drivers in ecosystem dynamics, as illustrated by these studies of recent landscape changes in northern New Mexico. To better anticipate and mitigate accelerating human impacts to the planetary ecosystem at all spatial scales, improvements are needed in our conceptual and quantitative understanding of cross-scale interactions among disturbance processes.
Article
Full-text available
There is little quantitative information on relationships between insect attacks and fire damage for ponderosa pine, Pinus ponderosa Douglas ex Lawson, in the southwestern United States. Tree mortality and insect attacks were measured on 1,367 trees for three years after a spring wildfire (4 May 1996), a summer wildfire (20 June 1996), and a fall prescribed fire (9 September 1995) in northern Arizona. Western pine beetle, Dendroctonus brevicomis LeConte, mountain pine beetle, D. ponderosae Hopkins, roundheaded pine beetle, D. adjunctus Blandford, red turpentine beetle, D. valens LeConte, Ips species, and wood borers in the Buprestidae and Cerambycidae families were found in fire-damaged trees. The most frequently occurring insects, listed from most to least frequent, were wood borers, red turpentine beetle, Ips spp., western pine beetle, roundheaded pine beetle, and mountain pine beetle. Trees attacked by Dendroctonus and Ips spp. as a group had more crown damage from fire than unattacked trees. The percentage of trees attacked by Dendroctonus and Ips species was lowest during the fall fire (11%, 25 of 222 trees), intermediate during the summer fire (19%, 154 of 833 trees), and highest during the spring fire (41%, 127 of 312 trees). More than one-half of all wood borer colonization (58%) and attacks by western pine beetle (68%), roundheaded pine beetle (56%), and Ips spp. (66%) occurred in the first year after the fire. Measures of tree damage from fire and insect attacks were used to develop logistic regression models of tree mortality to quantitatively investigate factors that influenced tree mortality. Tree mortality 3 yr postfire was low until crown damage by fire exceeded 70-80% for unattacked trees, 40-50% for trees with partial attacks by Dendroctonus and Ips species, and 30-40% for trees with mass attacks. We concluded that several Dendroctonus and Ips species colonize fire-damaged ponderosa pines in northern Arizona and colonization is promoted by heavy crown damage from fire.
Article
The Jack Creek watershed, a 133 km2 (51.5 mi2) drainage in southwestern Montana, was impacted by a mountain pine beetle (Dendroctonus ponderosae Hopkins) epidemic in 1975–1977 which killed an estimated 35 percent of its total timber. Analyses of USGS streamflow data for four years prior to and five years after mortality suggest a 15 percent post-epidemic increase in annual water yield, a two-to three-week advance in the annual hydrograph, a 10 percent increase in low flows and little increase of peak runoff.
Article
The large forest fires in and around Yellowstone National Park in 1988 bring up many ecological questions, including the role of bark beetles. Bark beetles may contribute to fuel buildup over the years preceding a fire, resulting in stand replacement fires. Fire is important to the survival of seral tree species and bark beetles that reproduce in them. Without fire, seral species are ultimately replaced by climax species. Following fire, bark- and wood-boring beetles respond to fire-injured trees. Because of synchrony of the fires and life cycles of the beetles, beetle infestation in 1988 was not observed in fire-injured trees. However, endemic populations of beetles, beetle infestation in 1988 was not observed in fire-injured trees. However, endemic populations of beetles, upon emergence in 1989, infested large numbers of fire-injured trees. Of the trees examined in each species, 28 to 65 percent were infested by bark beetles: Pinus contora (28 percent) by Ips pini:; Pseudotsuga menziesii (32 percent) by Dendroctonus pseudotsugae; Picea engelmannii (65 percent) by Dendroctonus rufipennis; and Abies lasiocarpa (35 percent) by Buprestidae and Cerambycidae. Most trees infested by bark beetles had 50 percent or more of their basal circumference killed by fire. Bark beetle populations probably will increase in the remaining fire-injured trees.
Article
Of 328 Douglas-fir trees examined on a burn in southern Idaho, 228 (70 percent) had been attacked by the Douglas-fir bark beetle one year after the fire. Even small or lightly burned trees attracted bark beetles; the incidence of attack increases with size of tree and severity of fire injury to crown and cambium up to the point of tree death, but decreased sharply with outright fire kill. The number of attacking beetles per tree was low, apparently because attractive, fire-damaged trees were plentiful. Beetles established broods in 88 percent of the trees attacked, but brood populations were small because adverse conditions - pitch invasion of brood galleries and sour sap. In one-half of the attacked trees, the vertical extent of attack was only one-eighth of that of trees in unburned areas. This study indicates that fire injury subjects Douglas-fir to high incidence of bark beetle attack and salvage cutting should include all large trees, fire-killed trees, and severely defoliated trees.
Bark beetle-fire associations in the Greater Yellowstone AreaFire and the Environment : Ecological and Cultural Perspectives Southeastern Forest Experiment Station, General Technical Report SE-69. furniss, m., 1965: Susceptibility of fire-injured Douglas-fir to bark beetle attack in southern Idaho
  • G Amman
AmmAn, g., 1991: Bark beetle-fire associations in the Greater Yellowstone Area, pp. 313-320 in: SC Nodvin and TA Waldrop (eds)Fire and the Environment : Ecological and Cultural Perspectives, Proceedings of an International Symposium. Knoxville, TN, March 20-24, 1009. USDA Forest Service, Southeastern Forest Experiment Station, General Technical Report SE-69. furniss, m., 1965: Susceptibility of fire-injured Douglas-fir to bark beetle attack in southern Idaho. Journal of Forestry, 63(1): 8-11.
Tree hazards: recognition and reduction in recreation sites
  • D Johnson
Johnson, d. 1981: Tree hazards: recognition and reduction in recreation sites. Technical Report R2-1. Lakewood, CO: USDA Forest Service, Forest Pest Management, 17 p.
The Principles of Tree Hazard Assessment and Management. Research for Amenity Trees 7. The Stationery Office, 388 pp. mchughA, c. w., kolBB, t. e, wilsonc, J. l., 2003: Bark Beetle Attacks on Ponderosa Pine Following Fire in Northern Arizona
  • D Londsdale
londsdAle, d. 1999: The Principles of Tree Hazard Assessment and Management. Research for Amenity Trees 7. The Stationery Office, 388 pp. mchughA, c. w., kolBB, t. e, wilsonc, J. l., 2003: Bark Beetle Attacks on Ponderosa Pine Following Fire in Northern Arizona. Environmental Entomology, 32(3): 510-522.