Model PHENIPS

Fenologický model Ips typographus PHENIPS (Baier a kol., 2007) byl použit pro výpočet počtu generací pro území České republiky a byl modifikován pro použití na prostorové úrovni (Hlásny a kol. 2011). Limitní hodnoty vývoje jednotlivých stadií použité v modelu PHENIPS byly převzaty z práce Wermelinger a Seifert (1998). Test modelu PHENIPS pro podmínky České republiky realizoval Berec a kol. (2013). Obecný princip modelu je následovný: limit maximální denní teploty určuje začátek vývoje škůdce na jaře. Vývoj jednotlivých vývojových stadií je následně určován teplotou kůry. Rychlost a ukončení vývoje jednotlivých stadií jsou určeny na obecně známém principu kumulace tzv. stupňodní (degree-days). Pro ukončení vývoje jedné generace je zapotřebí suma 557 stupňodní. Celkové ukončení vývoje v rámci roku je určováno délkou fotoperiody 14,5 hodiny, čemuž u nás odpovídá 22. srpen. Teplota kůry je určována pomocí regresního vztahu, kde jsou jako prediktory použity teplota vzduchu a sluneční radiace. 

Stádium vajíčka přetrvává zhruba 12 % z celkové doby vývoje, larvální stádia 35 % a kukla přibližně 13 %. Nejdéle ve vývoji lýkožrouta smrkového trvá úživný žír, tedy období od výletu dospělých (hnědých) brouků z jejich matečného hostitele (stromu), až po založení nové generace těmito dospělci (cca 40 % doby vývoje).

Originální metodika se zaměřuje na využití meteorologických a dalších dat měřených v porostu. Úprava navržená Hlásnym a kol. (2011) umožňuje výpočet pro dlouhodobá klimatická data měřená na meteorologických stanicích nebo generovaná klimatickým modelem. Po určení počtu stupňodní pro stanice nebo gridové body za jisté období jsou tyto hodnoty interpolovány metodou krigování s externím driftem, čímž je vytvořena spojitá mapa. Jako podpůrná proměnná je v interpolaci použita nadmořská výška reprezentovaná modelem reliéfu. Interpolované hodnoty stupňodní jsou následně klasifikovány násobky hodnoty 557, čímž je vytvořena mapa potencionálního počtu generací.

Protože lýkožrout smrkový využívá jako živnou dřevinu především smrk ztepilý ve věku nad 60 let, je za potřebí vrstvy počtu generací kombinovat (vizuálně nebo odvozením různých statistik) s mapami rozšíření smrku v ČR a jeho věkovými stupni. Jelikož tato data nejsou volně k dispozici, byly v rámci řešení projektu vytvořeny vrstvy, které rozšíření smrku jistým způsobem aproximují. Jsou to:

1. Kategorie lesa jehličnaté (CLC 312) a smíšené (CLC 313) podle Corine LandCover. Prostorově tato data vymezují les velice přesně, není však dostupná informace o druhu a věku dřeviny. Jelikož zastoupení smrku v České republice je cca 54 %, tuto vrstvu je možné použít jako jistou aproximaci;
2. Rastrová vrstva rozšíření smrku v ČR podle výsledků evropského mapování druhů dřevin (Brus a kol. 2011). Tyto mapy jsou relativně nepřesné a predikují les i v polohách, kde se nevyskytuje. V práci Trombik a Hlásny (2013) bylo navrženo řešení, kdy po ořezání vrstev rozšíření jednotlivých dřevin kategoriemi lesa podle Corine LandCover dojde k výraznému zlepšení přesnosti. Tímto způsobem modifikovaná mapa je součástí výstupů projektu;
3. Mapa procentuálního zastoupení smrku v rámci obcí s rozšířenou působností (ORP, počet administrativních jednotek 205, MZE 2013). Jedná se o statistické údaje Ústavu pro hospodářskou úpravu lesů obsahující informace o zastoupení a věkové struktuře jednotlivých dřevin v rámci každé ORP dostupné v rámci databáze SIL - Informace o stavu lesa z portálu Ministerstva Zemědělství ČR (http://eagri.cz). Průnikem vrstev definujících hranice obcí z rozšířenou působností a hranice kategorií lesa podle Corine LandCover byla vytvořena relativně spolehlivá mapa rozšíření smrku včetně věkové skladby v rámci každé ORP, která může být smysluplně konfrontována s mapou počtu generací lýkožrouta.

Baier P, Pennerstorfer J, Schopf A (2007) PHENIPS – A comprehensive phenology model of Ips typographus (L.) (Col., Scolytinae) as a tools for hazard rating of bark beetle infestation. Forest Ecology and Management, 249: 171–186.

Berec L, Doležal P, Hais M (2013) Population dynamics of Ips typographus in the Bohemian Forest (Czech Republic): Validation of the phenology model PHENIPS and impacts of climate change. Forest Ecology and Management, 292: 1–9.

Brus DJ, Hengeveld GM, Walvoort DJJ, Goedhart PW, Heidema AH, Nabuurs GJ, Gunia K (2011) Statistical mapping of tree species over Europe. European Journal of Forest Research, 131(1): 145–157.

Hlásny T, Zajíčková L, Turčáni T, Holuša J, Sitková Z (2011) Geographical variability of spruce bark beetle development under climate change in the Czech Republic. Journal of Forest Science, 57(6): 242–249.

Ministerstvo zemědělství (2013): Zpráva o stavu lesa a lesního hospodářství České republiky 2013, Těšnov 65/17, Praha 1, 11000.

Trombik J, Hlásny T (2013) Free European data on forest distribution: overview and evaluation. Journal of Forest Science, 59: 447–457.

Wermelinger B., Seifert M. (1998): Analysis of the temperature dependent development of the spruce bark beetle Ips typographus (L.) (Col., Scolytidae). Journal of Applied Entomology, 122: 185–191.