Loading...
Projekti / Programi vir: ARRS

Razvoj metod zaznavanja poškodb iglavcev zaradi smrekovih in jelovih podlubnikov ter izdelava modelov za napovedovanje namnožitev smrekovih in jelovih podlubnikov v slovenskih razmerah

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
4.01.01  Biotehnika  Gozdarstvo,  lesarstvo in papirništvo  Gozd - gozdarstvo 

Koda Veda Področje
B430  Biomedicinske vede  Gozdarstvo, gozdovi, gozdarska tehnologija 
Ključne besede
model, napoved, prognoza, Ips typographus, Pityogenes chalcographus, multispektralen posnetek, informacijski sistem, sistem obveščanja
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (15)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacij
1.  28895  Danijel Borkovič    Tehnični sodelavec  2016 - 2019  31 
2.  29092  dr. Maarten De Groot  Gozdarstvo,  lesarstvo in papirništvo  Raziskovalec  2016 - 2019  602 
3.  29164  dr. Mitja Ferlan  Gozdarstvo,  lesarstvo in papirništvo  Raziskovalec  2017 - 2019  205 
4.  30165  dr. Tine Hauptman  Gozdarstvo,  lesarstvo in papirništvo  Raziskovalec  2016 - 2019  197 
5.  29831  Špela Jagodic    Tehnični sodelavec  2016 - 2019 
6.  02491  dr. Maja Jurc  Gozdarstvo,  lesarstvo in papirništvo  Raziskovalec  2016 - 2019  563 
7.  33222  dr. Andreja Kavčič  Gozdarstvo,  lesarstvo in papirništvo  Raziskovalec  2016 - 2019  1.029 
8.  16067  dr. Andrej Kobler  Gozdarstvo,  lesarstvo in papirništvo  Raziskovalec  2016 - 2019  284 
9.  25640  dr. Žiga Kokalj  Geografija  Raziskovalec  2016 - 2019  346 
10.  23448  dr. Nikica Ogris  Gozdarstvo,  lesarstvo in papirništvo  Vodja projekta/programa  2016 - 2019  1.080 
11.  13256  Roman Pavlin  Gozdarstvo,  lesarstvo in papirništvo  Tehnični sodelavec  2016 - 2019  85 
12.  20005  dr. Tatjana Veljanovski  Geodezija  Raziskovalec  2016 - 2019  153 
13.  32702  Saša Vochl  Gozdarstvo,  lesarstvo in papirništvo  Tehnični sodelavec  2016 - 2019  117 
14.  36123  dr. Luka Zajec  Varstvo okolja  Raziskovalec  2016 - 2019 
15.  31293  Jure Žlogar    Tehnični sodelavec  2016 - 2019  22 
Organizacije (4)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacij
1.  0404  Gozdarski inštitut Slovenije  Ljubljana  5051673000  11.652 
2.  0481  Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta  Ljubljana  1626914  63.646 
3.  0618  Znanstvenoraziskovalni center Slovenske akademije znanosti in umetnosti  Ljubljana   5105498000  58.435 
4.  3267  RACE KOGO razvojni center koroškega gospodarstva d.o.o.  Slovenj Gradec  3966950 
Povzetek
Podlubniki so najpogostejši in najpomembnejši škodljiv dejavnik smreke in jelke v Sloveniji. V letu 2015 je v Sloveniji prišlo do rekordne namnožitve smrekovih podlubnikov, kar je bilo pričakovana posledica žledoloma februarja leta 2014, obstoječih trendov naraščanja in rekordno toplih in suhih poletij. Izkazalo se je, da so ob tako obsežni namnožitvi dosedanje metode spremljanja številčnosti populacije smrekovih lubadarjev zastavljene pavšalno in zato niso zanesljive, ukrepi za uničevanje podlubnikov pa so se izkazali za neučinkovite oziroma neizvedljive. Začetne znake napada dreves s podlubniki se ugotavlja okularno v okviru javne gozdarske službe, zaradi pregleda ogromnih površin to predstavlja veliko porabo časa. Zaradi velikih površin, težje dostopnih terenov se žarišča podlubnikov odkrijejo prepozno, ko podlubniki že izletijo iz napadenih dreves in nastane gospodarska škoda ter se tako poveča številčnost hroščev kakor tudi napadov dreves, kar vodi v še večjo gospodarsko škodo. Opisano problematiko v predlaganem projektu delimo na tri sklope: (1) zaznava, spremljanje in nadzor nad sanacijo žarišč podlubnikov s pomočjo metod daljinskega zaznavanja kot so multispektralni posnetki (posnetki satelita in multikopterjev); (2) ocena ogroženosti iglavcev zaradi podlubnikov glede na različne ekološke razmere; (3) izboljšava sistema kratkoročne napovedi namnožitve smrekovih podlubnikov (kontrolne pasti s feromonskimi vabami) z razvojem in validacijo fenološkega modela smrekovih podlubnikov. V okviru predlaganega projekta bomo uresničili naslednje cilje: 1. preveriti uporabnost multispektralnih posnetkov gozdov za odkrivanje, spremljanje in prikazovanje žarišč podlubnikov ter prognoziranje razvoja žarišč podlubnikov in podajanje možnih ukrepov zoper prenamnožitev podlubnikov na podlagi analize multispektralnih posnetkov; 2. vzpostaviti sistem nadzora nad učinkovitostjo sanacije žarišč pri širjenju podlubnikov s pomočjo multispektralnih posnetkov; 3. izdelati študije uporabe multispektralnih kamer pri ugotavljanju zdravstvenega stanja dreves ter njihova primernost za samostojno uporabo v javni gozdarski službi, vključno s predvidenimi stroški; 4. izdelati algoritme za določanje stopnje ogroženosti posameznih vrst iglavcev zaradi lubadarjev v različnih ekoloških razmerah; 5. razviti in validirati model razvoja smrekovih podlubnikov v Sloveniji ter razvoj sistema za samodejni izračun predvidenega začetka rojenja spomladi in datuma konca razvoja prve generacije, do katerega se spremlja ulov za osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja; 6. vzpostaviti sistem obveščanja krajevnih in območnih enot Zavoda za gozdove Slovenije o pričetku rojenja in konca prve generacije osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja. Delo bo organizirano v štiri delovne sklope: (1) Koordinacija; (2) Daljinsko zaznavanje; (3) Stopnja ogroženosti iglavcev; (4) Model razvoja smrekovih podlubnikov in sistem obveščanja. V DS2 bomo uresničili cilje 1–3, v DS3 bomo uresničili cilj 3, v DS4 bomo uresničili cilja 4 in 5. Projekt bo zagotovil naslednje rezultate: ·         Model za zaznavanje prisotnosti žarišč in spremljanje dinamike razvoja oziroma stopnje napadenosti na podlagi posnetkov MODIS ·         Model za zaznavanje prisotnosti žarišč in spremljanje dinamike razvoja oziroma stopnje napadenosti na podlagi posnetkov Sentinel-2 ·         Model za zaznavanje sanacije žarišč podlubnikov ·         Podatki in vegetacijski produkti satelita MODIS za 1999–2018 in satelita Sentinel-2 za 2016–2018, za območje Slovenije ·         Elaborat o uporabnosti multikopterja za spremljanje žarišč smrekovih in jelovih podlubnikov ·         Zbirka referenčnih terenskih podatkov za posnetke Sentinel-2 ·         Zbirka referenčnih terenskih podatkov za posnetke s multikopterjem ·         Spletna interaktivna aplikacija za zaznavanje žarišč in zaznavanje sanacije žarišč podlubnikov na podlagi multispektralnih satelitskih posnetkov ·         Spletna interaktivna aplikacij
Pomen za razvoj znanosti
Razvit in validiran model razvoja smrekovih podlubnikov v Sloveniji ter vzpostavljen sistem za samodejni izračun predvidenega začetka rojenja spomladi in datuma konca razvoja prve generacije, do katerega se spremlja ulov za osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja, bo skupaj s sistemom obveščanja krajevnih in območnih enot Zavoda za gozdove Slovenije o pričetku rojenja in konca prve generacije osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja omogočil racionalizacijo postavitve kontrolnih pasti s feromonskimi pripravki, ki predstavljajo precejšen vsakoleten strošek države. S tem se bo dopolnil prognostični del Poročevalske, prognostično-diagnostične službe za gozdove Slovenije, ki ga vodi in usmerja Gozdarski inštitut Slovenije po določilih Pravilnika o varstvu gozdov, izvaja pa GIS in ZGS. Obstoječe terestrične metode nadzora gradacij smrekovih in jelovih podlubnikov bomo komplementarno dopolnili s sistemom velikoprostorskega satelitskega spremljanja žarišč smrekovih in jelovih podlubnikov, ki bo dosegljiv na spletu. Sistem bo nudil podporo odločanju o možnih ukrepih za zajezitev prenamnožitve in dopolnil bo nadzor nad učinkovitostjo sanacije žarišč. S študijo uporabnosti multikopterja za spremljanje žarišč smrekovih in jelovih podlubnikov bomo podali strokovno osnovo za odločanje o praktični uvedbi razmeroma cenenega, predvsem pa ažurnega daljinskega spremljanja žarišč v velikem merilu v Javno gozdarsko službo. Nadzor z IR kamero na multikopterju naj bi predvidoma omogočil detekcijo lubadark v zgodnjih fazah napada (pred spremembo barv iglic). Z modeli za zaznavanje prisotnosti žarišč in spremljanje dinamike razvoja oziroma stopnje napadenosti smreke na podlagi satelitskih multispektralnih posnetkov bo narejen velik korak na področju varstva gozdov v Sloveniji, ki se bo nadgradilo z metodami daljinskega zaznavanja poškodb gozdov zaradi podlubnikov in potencialno tudi drugih škodljivih dejavnikov. Študije uporabe multispektralnih posnetkov bodo ugotovile možnosti ugotavljanja zdravstvenega stanja dreves na daljavo ter ugotovili bomo njihovo primernost za samostojno uporabo v javni gozdarski službi. Podnebne spremembe imajo velik vpliv na podlubnike. Zato je pomembno razumevanje ekoloških in klimatoloških faktorjev, ki bi lahko vplivali na njihovo namnožitev. Čeprav je osmerozobi smrekov lubadar zelo raziskan, modeli, ki bi vključili dinamiko populacije in klimatske podatke prejšnjega leta, do danes niso pogosti. Stroka bo s predlaganim projektom pridobila model za srednjeročno napoved ogroženosti smreke zaradi smrekovih podlubnikov za eno leto naprej.
Pomen za razvoj Slovenije
Predlagan projekt bo nadgradil elektronski sistem za varstvo gozdov v Sloveniji, ki je del Javne gozdarske službe, ki jo izvajata Zavod za gozdove Slovenije in Gozdarski inštitut Slovenije. S tem bo nadgrajena družbena infrastruktura za državno upravo. Elektronski sistem za varstvo gozdov bo bogatejši za štiri spletne interaktivne aplikacije: (1) spletna interaktivna aplikacija za zaznavanje žarišč in zaznavanje sanacije žarišč podlubnikov na podlagi multispektralnih satelitskih posnetkov; (2) spletna interaktivna aplikacija za vizualizacijo multispektralnih posnetkov drona; (3) interaktivna spletna aplikacija za pregled karte ogroženosti smreke in karte ogroženosti jelke zaradi podlubnikov za naslednje leto; (4) interaktivna spletna karta za načrtovanje postavitve kontrolnih pasti za spremljanje ulova smrekovih podlubnikov in načrtovanja trajanja spremljanja ulova na podlagi modelnega izračuna za nastop prvega rojenja in modelnega izračuna za konec razvoja prve generacije osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja. Poročevalska, prognostična-diagnostična služba za gozdove bo postala bogatejša za več prognostičnih modelov: (1) model za zaznavanje prisotnosti žarišč in spremljanje dinamike razvoja oziroma stopnje napadenosti na podlagi posnetkov MODIS; (2) model za zaznavanje prisotnosti žarišč in spremljanje dinamike razvoja oziroma stopnje napadenosti na podlagi posnetkov Sentinel-2; (3) model za spremljanje sanacije žarišč podlubnikov; (4) prostorski model ogroženosti smreke zaradi podlubnikov v ločljivosti 1 km; (5) prostorski model ogroženosti jelke zaradi podlubnikov v ločljivosti 1 km; (6) model za izračun datuma prvega rojenja osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja, ki služi kot datum za postavitev kontrolnih pasti; (7) model za izračun datuma pojava imagov prve generacije osmerozobega in šesterozobega smrekovega lubadarja, ki služi kot datum, do katerega se spremlja ulov v kontrolnih pasteh. Študija uporabe multispektralnih posnetkov multikopterjev pri ugotavljanju zdravstvenega stanja dreves bo ugotovila njihovo primernost za uporabo v Javni gozdarski službi. Glede na izsledke raziskave obstaja možnost razvoja gospodarske panoge, ki bi ponujala celovito storitev multispektralnih posnetkov visoke ločljivosti po ugodni ceni za javno upravo. Poškodbe iglavcev zaradi podlubnikov v Sloveniji so zelo velike in pustijo velike negativne ekonomske posledice na gospodarstvu. V okviru predlaganega projekta bomo razvili več prognostičnih modelov za napovedovanje namnožitev smrekovih podlubnikov, s katerimi bomo lahko lažje načrtovali ukrepe proti njihovi namnožitvi. Modeli bodo prispevali k zgodnejšemu odkrivanju žarišč podlubnikov z različno časovno skalo (DS3 srednjeročna napoved za naslednje leto, DS4 kratkoročna napoved za tekoče leto, DS2 trenutno stanje žarišč in zelo kratkoročna napoved). S tem bomo pridobili orodja za učinkovitejše načrtovanje kratkoročnih in srednjeročnih ukrepov zoper podlubnikom. Posledično bo to prispevalo k varovanju naše največje naravne dediščine, tj. gozda.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2018, zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2016, 2018, zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno