Das Projekt "Population Genomics of Diapause Phenotypes in European Ips typographus Using High-Throughput RADseq" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz durchgeführt. Being in the right physiological and reproductive condition at the right time and place is an essential component for the fitness of an insect population. Insects use a genetically programmed period named diapause to synchronize their life histories. In this project, the genetic variation of diapause of the European spruce bark beetle, Ips typographus will be analyzed. Increases in temperature and progressively warmer springs permits more rapid rates of development in this spruce pest with the consequence of an increase in the number of generations per year in populations dominated normally by univoltine individuals. The method double digest restriction site associated DNA sequencing ddRADSeq will be applied in order to investigate 1) the genetic basis of the evolution of facultative diapause from an ancestral condition of obligate diapause and 2) the phylogeography of European I. typographus populations emphasizing functional genetic variation associated with the diapause phenotype. Ecopyhsiologically defined individuals reared in the laboratory will be genetically screened via ddRADSeq and information shall be obtained on the genetic basis of alternative diapause developmental pathways. As diapause is a complex developmental phenotype only the analysis of a large number of loci or single nucleotide polymorphisms covering the entire genome will distinguish genome-wide phylogeographic effects among loci from genetic divergence driven by selection on the diapause phenotype. Distinguishing between phylogeoraphic structure and local selection will allow the identification of genomic regions subject to adaptation. Consequently, ddRADSeq will be applied on European populations studying how populations from Europe are genetically structured. Besides demographic information this screening will bring insight how single populations are phenotypically structured i.e. an estimate how many obligate vs. facultative individuals are present in each population.
Das Projekt "Dynamisches Prädispositionsmodell für Buchdrucker" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz durchgeführt. Die Wahrscheinlichkeit von Massenvermehrungen des Buchdruckers, Ips typographus, in fichtendominierten Wäldern Mitteleuropas wird maßgeblich von der Wasserversorgung der Bestände beeinflusst. Bestimmte baumphysiologische Parameter (z.B. Wasserpotential des Xylems) weisen auf eine Veränderung des Wasserstatus infolge akuten Wassermangels hin. Das beantragte Projekt geht folglich von der Möglichkeit aus, Schwellenwerte im Stresszustand von Bäumen zu identifizieren, die auf eine erhöhte Anfälligkeit gegenüber Borkenkäferbefall schließen lassen. Die geplanten Untersuchungen konzentrieren sich auf Interaktionen zwischen Bodenwasserhaushalt, Baumzustand und Befallsbereitschaft des Buchdruckers. Mit Hilfe von Abdeckungen soll der Niederschlag auf den Untersuchungsflächen im Lehrforst der Universität für Bodenkultur, Wien künstlich zurückgehalten und starker bzw. moderater Trockenstress an den Versuchsbäumen induziert werden. Während des dreijährigen Untersuchungszeitraums werden mikroklimatische, bodenspezifische, hydrologische, baumphysiologische und biometrische Parameter auf den Flächen erhoben, sowie Befallsexperimente an gestressten und unmanipulierten Bäumen durchgeführt. Ergebnisse der Feld- und Laboranalysen fließen in ein 'Wasser Defizit Modell ein, das auf dem hydrologischen Modell Brook90 zur Beschreibung von Zusammenhängen zwischen Bodenzustand und Wasserhaushalt basiert. Brook90 wird als geeignetes Instrument angesehen, um Wasserstress auf Bestandesebene zu modellieren und Grenzwerte bezüglich einer kritischen Baumwasserversorgung zu definieren. Projektziel ist, ein dynamisches Schätzmodell (DPAS) zu entwickeln, mit Hilfe dessen räumliche und zeitliche Veränderungen in der Prädisposition von Beständen gegenüber Buchdruckermassenvermehrungen aufgezeigt werden können und das eine tägliche Abschätzung der Befallswahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von der Bestandeswasserversorgung ermöglicht. DPAS baut auf bereits bewährten (Brook90) und am Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz entwickelten Modellsystemen (PAS, PHENIPS) auf. Vorteile eines dynamischen Prädispositions-Schätzmodells liegen in einer verbesserten Einschätzung des Borkenkäfer-Befallrisikos, da akute Stressoren des Wirtsbaums, wie Wassermangel, berücksichtigt werden können. Kurzfristige Prognosen, z.B. unter Zuhilfenahme von Wetterberichten sollen ebenso möglich sein wie retrospektive Analysen von Befallssituationen bzw. die Erstellung von Szenarios. Das häufiger werdende Auftreten überdurchschnittlich warmer und trockener Perioden in der Vegetationszeit und der Bedarf an geeigneten Monitoring- und Prognoseinstrumenten bezüglich biotischer Schadfaktoren wie Borkenkäfer, lassen ein hohes Anwendungspotential von DPAS sowohl für den Wirtschaftswald als auch für das Management von Schutzgebieten erwarten.
Das Projekt "Entwicklung eines Systems zur örtlich und zeitlich differenzierten Abschätzung des Gefährdungspotenzials durch den Buchdrucker (Ips typographus L.) in Sachsen auf Basis des Modells PHENIPS" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz durchgeführt. Das Ziel des FuE Vorhabens ist der Aufbau eines Systems zur regional differenzierten Einschätzung der aktuellen und potenziellen Entwicklungsbedingungen für den Buchdrucker (Ips typographus L.) sowie des daraus abzuleitenden Risikopotenzials für die Gemeine Fichte (Picea abies K.), als Grundlage für die Entwicklung regionaler Waldschutz- und Waldbaustrategien. Damit kann das Vorhaben zur Optimierung der operativen Waldbewirtschaftung in Situationen mit deutlich erhöhtem Risiko einer Massenvermehrung des Buchdruckers beitragen, wie sie unter den sich abzeichnenden Klimaänderungen zu erwarten sind. Mit Hilfe des geplanten Prognosesystems kann das Gefährdungspotenzial gegenüber Buchdruckerbefall räumlich und zeitlich determiniert werden. Diese Ebene der Modellanwendung ist vor allem auf die Begrenzung akuter wirtschaftlicher Schäden und die Einschränkung der Schadensausbreitung gerichtet, wie sie z.B. nach Kyrill erforderlich war. Des Weiteren erfordern der immer umfangreichere Abzug von ingenieurtechnischem Personal aus der Fläche und die eingeschränkte Verfügbarkeit operativ einsetzbarer Aufarbeitungskapazitäten zur Beseitigung von Befallsherden die Entwicklung eines rationellen Frühwarnsystems, um diese Situation bei akutem Risiko einer Massenvermehrung des Buchdruckers wenigstens teilweise kompensieren zu können.
Das Projekt "Anwendung molekulargenetischer Methoden zur Untersuchung des Flugverhaltens des Buchdruckers (ST183)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft durchgeführt. Untersuchung des Flug- und Ausbreitungsverhaltens des Buchdruckers anhand der genetischen Strukturen der Borkenkäferpopulationen an 3 Standorten in Bayern.
Das Projekt "Untersuchungen zum Voltinismus des Buchdruckers, Ips typographus (Coleoptera, Scolytidae)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz durchgeführt. Der Buchdrucker, Ips typographus, ist der wirtschaftlich bedeutendste Borkenkäfer in Mitteleuropa. Unter geeigneten Bedingungen kann es zu ausgeprägten Massenvermehrungen und in Folge zum Absterben ausgedehnter Waldbestände kommen. So beeinflussen Änderungen im Klima die Populationsdynamik des Käfers in Berglagen sowohl direkt durch günstige Temperaturverhältnisse während der Käferentwicklung als auch indirekt durch ein größeres Angebot an bruttauglichen Bäumen, die infolge vermehrt auftretender Wetteranomalien physiologisch geschwächt sind. Lokale Befallsherde in den betroffenen Wäldern werden damit leicht zum Ausgangspunkt für Borkenkäferepidemien. Eine entscheidende Rolle für das Wachstum einer Käferpopulation spielt die Zahl der jährlich vollendeten Generationen (Voltinismus). In der Studie sollen unterschiedliche Voltinismustypen (univoltin, bivoltin, multivoltin) anhand physiologischer Eigenschaften verschiedener Käferpopulationen charakterisiert und gleichzeitig grundlegende Daten über die hormonelle Regulation der Diapause erlangt werden. Kenntnisse darüber können in die Weiterentwicklung bestehender Risikomodelle für einen Käferbefall einfließen und in Zukunft bessere Entscheidungshilfen im Forstschutz bieten.
Das Projekt "Risikoabschätzung von Borkenkäfermassenvermehrungen im Nationalpark Gesäuse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz durchgeführt. Anhand einer Kartierung der Prädisposition der Standorte und Bestände im Nationalpark Gesäuse für einen Borkenkäferbefall sollen in Kombination mit der Anwendung eines auf Topoklimamodellen basierenden Borkenkäferentwicklung-Modells Risikoflächen für die Massenvermehrung des Schädlings ausgewiesen werden. Die Daten sollen einerseits als Basis für die Einrichtung einer Pufferzone im Randbereich des Nationalparks dienen, in der notwendige Bekämpfungsmaßnahmen zum Schutz von angrenzenden Wirtschaftswäldern durchgeführt werden. Andererseits können somit auch Flächen aufzeigt werden, in denen durch ein vermindertes oder fehlendes Gefährdungspotential auf Forstschutzmaßnahmen verzichtet werden kann.
Das Projekt "Entwicklung eines Modells zur regionalen/überregionalen Risikoabschätzung von Borkenkäferkalamitäten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz durchgeführt. Die aktuelle Bewertung und räumliche Darstellung der Risikoabschätzung für Borkenkäferbefall stellt eine wesentliche Entscheidungshilfe für das Waldmanagement bei der räumlichen Planung, bei der Prioritätenreihung und Umsetzung von Maßnahmen des präventiven Waldumbaus und des kurativen Waldschutzes dar. Das zu entwickelnde, auf regionaler oder überregionaler Ebene hinzielende Risikobewertungsmodell eröffnet neben der großräumigen Möglichkeit des Monitorings von Borkenkäferentwicklungen und der rechtzeitigen Reaktion auf beginnende Massenvermehrungsherde ( hot spots) auch die Anwendung gezielter prospektiver Waldmanagementmaßnahmen über die einfache Eingabe von prognostizierten Klimaszenarien. Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines Modells zum regionalen und überregionalen Monitoring und zur Risikoabschätzung der Populationsentwicklung von Borkenkäfern, im Speziellen: vom Buchdrucker, Ips typographus. Anhand meteorologisch-, klimatologischer Daten und topographischer Parameter soll ein für den alpinen Raum geeignetes, hochauflösendes Topoklimamodell erstellt werden, das unter Einbeziehung entwicklungsbiologischer Kennwerte für die räumliche Darstellung und online-Prognose der thermalen Entwicklungsbedingungen für Borkenkäfer dienen kann. Die Aufgaben des Forschungsprojektes umfassen die Programmentwicklung zur online-Einbindung meteorologischer Daten aus dem Klimamessstationsnetz, die Programmtechnische Adaptierung der Interpolationsalgorithmen und Datenberechnungen mittels DAYMET, die topoklimatische Modellierung durch Verschneidung der Daten aus digitalem Geländemodell, der online-Daten aus den Klimamessstationen und MeteoSat-Satellitenbilddaten sowie die Validierung der Modellberechnungen anhand des vorhandenen Datenmaterials (NP Kalkalpen, 2001-2003) auf lokaler Ebene sowie anhand bestehender Borkenkäfermonitoringprogramme und neu zu erhebenden Daten (Schwärmaktivität, Befallssintensität, Schadauftreten) für regionale Bereiche.
Das Projekt "Einsatz von entomopathogenen Pilzen gegen Borkenkaefer, insbesondere gegen Ips typographus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft durchgeführt. Borkenkaefer gehoeren zu den wichtigsten und gefaehrlichsten Forstschaedlingen. Eine wirksame Bekaempfungsmethode ist bisher nicht vorhanden. Bei dem Einsatz entomopathogener Pilze sollen drei Strategien verfolgt werden: 1. Bodenkontamination gegen ueberwinternde Stadien; 2. Oberflaechenkontamination von Fangbaeumen; 3. Kombination von Pilzen mit Pheromonfallen.
Das Projekt "Temperatur als Selektionsfaktor bei phytophagen Insekten an Fichte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forstwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Angewandte Zoologie durchgeführt. Im beantragten Projekt sollen die Populationsstrukturen von 3 forstwirtschaftlich relevanten, phytophagen Insektenarten (Lymantria monacha, Ips typographus, Cephalcia abietis) auf Fichte isozymatisch untersucht werden. Die untersuchten Populationen werden im natuerlichen bzw. im anthropogen erweiterten Verbreitungsgebiet der Fichte gesammelt. Im Mittelpunkt steht die Frage nach Isozymen, deren Frequenzen nicht nur mit klimatischen Kenngroessen korrelieren, sondern die sich auch temperaturabhaengig, hinsichtlich ihrer biochemischen Eigenschaften, unterscheiden. Die Untersuchung soll Hinweise auf die Wirkung der Temperatur als Selektionsfaktor auf drei kausal verknuepften Ebenen geben: 1. genetische Variabilitaet, 2. Physiologie und 3. Fitness. Hierdurch sollen Vorhersagen ueber den Einfluss der Klimaveraenderung auf Insektenpopulationen ermoeglicht werden.
Das Projekt "Untersuchungen zur Aggressivitaet des Buchdruckers (Ips typographus)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forstwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Angewandte Zoologie durchgeführt. Aufbauend auf Ergebnissen des Projekts V12 (Populationsdynamik der Borkenkaefer im Nationalpark Bayerischer Wald) soll die Aggressivitaet des Fichtenborkenkaefers Ips typographus im Wirtschaftswald untersucht werden. Da die Aggressivitaet in engem Zusammenhang zum Energiestoffwechsel zu sehen ist, wird zu ihrer Kennzeichnung der physiologische, insbesondere der energetische Status von indidviduellen Kaeferimagines erfasst. Somit ist die Zielsetzung, (1) den Einfluss von Ueberwinterung und unterschiedlichen Witterungsbedingungen auf den Energiehaushalt von I.typographus zu untersuchen, (2) herauszufinden, wie sich Aggressionsverluste auf den Erfolg der Wirtsbaumbesiedelung (Brechung der Wirtsabwehr und Pheromonproduktion) auswirken, (3) den Stellenwert des Reifungsfrasses im Fruehjahr fuer die Ergaenzung der Energiereserven und die Bildung von Pheromonen abzuschaetzen, (4) die Dualitaet der in Fallen gefangenen Kaefer zu bewerten (Abschoepfung von aggressiven Kaefern oder lediglich Fang des Dispersionsverlustes) (5) abzuklaeren, ob bzw. inwieweit der energetische und physiologische Zu stand von Kaefern in Fallen im Fruehjahr eine Aussage ueber das Aggressionspotential einer Population von I.typographus zulaesst (hier auch Vergleich mit den Ergebnissen aus Projekt V12 moeglich). Die Arbeiten verfolgen das Gesamtziel, die Prognosemoeglichkeiten fuer die Gefaehrdung von Fichtenbestaenden durch den Buchdrucker zu verbessern.
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