أمراض أشجار الغابات وتغير المناخ

مقدمة

تحدث أمراض الأشجار في كل مكان تنمو فيه أشجار الغابات. تتطور الأمراض المعدية التي تسببها مسببات الأمراض الحيوية بمرور الوقت من تفاعل هذه العوامل الممرضة مع بيئة مواتية ونباتات مضيفة حساسة (1). العوامل البيئية التي تسبب إجهاد النبات ، وخاصة من نقص الرطوبة الناجم عن الجفاف ، عادة ما تؤهب الأشجار لهجوم مسببات الأمراض في الغابات. بعض الأمراض خاصة بالأنواع ، بينما يؤثر البعض الآخر على أنواع مضيفة متعددة. تشمل مسببات الأمراض التي تحرض على أمراض الأشجار الفطريات والبكتيريا والفيروسات والنباتات الطفيلية والديدان الخيطية والكائنات الحية الدقيقة الأخرى. يمكن أن تلعب الحشرات دورًا رئيسيًا في تطور المرض من خلال العمل كناقلات ، وتوفير الجروح التي تسمح بدخول مسببات الأمراض ، ووظائف أخرى (2). تنجم أمراض الغابات غير المعدية عن عوامل غير حيوية تلحق ضرراً مباشراً بصحة الأشجار ،

التغيرات المتوقعة في الظروف المناخية قد تؤثر على انتشار وشدة هذه الأمراض غير المعدية. فيما يتعلق بالأمراض المعدية ، قد تؤثر الظروف المناخية المتغيرة بشكل كبير على نتيجة تفاعلات العوامل الممرضة – المضيف – الحشرات في بيئات الغابات. ستؤثر سلسلة التغييرات المتعددة على قدرة الغابة على استدامة السلع والخدمات على المستويات الحالية (4،5). يحدث الضرر المباشر للأنسجة المضيفة في الأشجار المصابة ويمكن أن يؤدي إلى موت الأشجار.

يعد فهم العلاقة بين المناخ وأمراض الأشجار أمرًا ضروريًا لمعالجة القضايا المرتبطة بتغير المناخ [6] على نطاقات مكانية مختلفة. العديد من العلاقات التي تتطلب فهمًا أكبر هي:

• تأثير عوامل الأمراض الحيوية واللاأحيائية على بقاء الأشجار ونموها ، وهيكل الغابات ، وتكوين الأنواع (6).
• آثار الفطريات المسببة للأمراض والاضمحلال على دورة كربون الغابات التي تؤثر على مخزون الكربون وتدفقه (7).
• تطور وتأثير مسببات الأمراض الشجرية وما يرتبط بها من تفاعلات بين الحشرات والعائل تحت درجات حرارة متفاوتة وأنظمة هطول الأمطار.
• توثيق التغيرات المفيدة بسبب تغير آثار المناخ على أمراض الأشجار وحساسية الأشجار فيما يتعلق بتنوع أنواع الغابات وهيكل الغابات (6).

مسببات الأمراض الغازية ، مثل فطر الكستناء وصدأ نفطة الصنوبر الأبيض ، تسببت في أضرار جسيمة لغابات الولايات المتحدة في القرن الماضي (8). وبالتالي ، هناك حاجة لدراسات مسببات الأمراض الغازية المحلية والغريبة على حد سواء. إن فهم كيفية تأثر شدة أمراض الأشجار وتوزيعها بالتغيرات الموسمية في درجات الحرارة ، وظروف الرطوبة (هطول الأمطار ، والرطوبة النسبية ، وتوافر مياه التربة) ، وفينولوجيا الأشجار ، والإجهاد الفسيولوجي للأشجار مهم أيضًا في التنبؤ باتجاه التغيير المتوقع تحت المتوقع. سيناريوهات المناخ.

تغييرات محتملة

تختلف آثار تغير المناخ على أمراض الأشجار الحرجية باختلاف النطاق المكاني ، وستعتمد على مسار التغيير. تم نشر التوقعات وخرائط التنبؤ الخاصة بالمكان الذي من المحتمل أن تحدث فيه ظروف أكثر جفافاً ورطوبة في الولايات المتحدة وسيستمر نشرها (9).

تم التنبؤ بالتغيرات في التأثير الناجم عن أمراض الغابات في ظل سيناريوهين “أكثر دفئًا ورطوبة” و “أكثر دفئًا وجفافًا”. بالنسبة للأمراض التي تؤثر فيها درجة الحرارة والرطوبة بشكل مباشر على قابلية المضيف للعدوى وتطور المرض ، فإن المناخ “الأكثر دفئًا وجفافًا” سيفضل زيادة المرض. بشكل عام ، تندرج أمراض الجذور والتقرح ضمن هذه الفئة. كمثال محدد ، من المتوقع أن يزداد مرض جذر الأرميلاريا في الولايات الغربية في شدته وتأثيره في ظل سيناريو المناخ هذا (10). يمكن أن يؤدي الاحترار المناخي المصحوب بزيادة أحداث الجفاف (أكثر دفئًا / جفافًا) إلى زيادة تواتر وشدة “تراجع المرض” (11). هذه الأمراض عادة ما تنطوي على آثار متسلسلة وإضافية لظروف الموقع والجفاف ، وتراكم الحشرات ومسببات الأمراض على العوائل المجهدة (12). مع ارتفاع درجات الحرارة ، قد تحدث بعض أمراض الأشجار الحرجية في الشمال و / أو في المرتفعات العالية. يمكن أيضًا تفضيل مسببات الأمراض الانتهازية من خلال هذه التغييرات.

[block: views = slideshows_topics-block_4]

من المتوقع أن تزداد الأمراض التي تؤثر فيها درجة الحرارة والرطوبة بشكل مباشر على تكاثر الكائن الحي المسبب للمرض وانتشاره وعدواه وبقائه في ظل ظروف أكثر دفئًا / رطوبة. بشكل عام ، تندرج الأمراض الورقية والصدأ ضمن هذه الفئة. تم إجراء تنبؤات تستند إلى توقعات أكثر دفئًا / رطوبة لأمراض معينة مثل الموت المفاجئ لأشجار البلوط ، وتعفن جذر Phytophthora ، وإبرة الزهر السويسرية (10).

يمكن أن تؤدي التحولات الموسمية في نمط هطول الأمطار وحدها إلى زيادة حدة الإصابة بأمراض الأشجار. على سبيل المثال ، ارتبطت التغيرات المناخية الموثقة على مدى عقد أو أكثر والتي أثرت على توقيت هطول الأمطار بتفشي حاد لفحة إبرة الشريط الأحمر على صنوبر لودجبول في كولومبيا البريطانية (13) ولفحة بور البلوط في ولاية أيوا (14).

تجعل تعقيدات التأثيرات المناخية على التفاعلات المجتمعية التي تحدث فيها الأمراض من الصعب للغاية تحديد الاحتمالات أو التنبؤ باتجاهات تأثير تغير المناخ على أمراض أشجار الغابات في المستقبل (15). ستختلف التغييرات في توقيت هطول الأمطار وشدتها وشكلها داخل منطقة أو دولة ، مما يساهم بشكل أكبر في تعقيد التنبؤ بالمرض. حتى الاختلافات المناخية يمكن أن تؤثر بشدة على شدة المرض. ومع ذلك ، يمكن أن تكون بعض المبادئ العامة مفيدة في التنبؤ باستجابات أمراض الأشجار الحرجية للظروف المناخية المتغيرة:

• سيكون التنبؤ بتفشي الأمراض أكثر صعوبة في فترات التغير السريع للمناخ والطقس غير المستقر ، لأن التكاثر المتغير وانتشار مسببات أمراض الأشجار الحرجية سيؤثر على التغييرات في بدء الأمراض وتطورها وخطورتها.
• يمكن التغلب على مقاومة المضيف لمسببات الأمراض عندما تصبح الأشجار متوترة أو مع تسارع تطور مسببات الأمراض بسرعة أكبر من مضيفيها المعمرين.
• ستساهم فصول الشتاء الأكثر دفئًا في نجاح أكبر في فصل الشتاء لمسببات الأمراض و / أو الحشرات المرتبطة بها ، مما يؤدي إلى زيادة حدوث المرض وحدته.

يتغير معدل ونمط تسوس الأخشاب في الغابات نتيجة لتأثير تغير أنظمة الرطوبة ودرجة الحرارة على الفطريات المتحللة. وبالتالي ، قد تزيد معدلات الكربون أو تنقص اعتمادًا على اتجاه التغيرات المناخية المستقبلية.

خيارات للإدارة

يجب أن يكون مديرو الغابات ، سواء كانوا يعملون على المستوى المحلي أو على مستوى المناظر الطبيعية ، على دراية بالظروف الصحية الحالية والتاريخية للغابات في ولاياتهم القضائية ، ومن ثم دمج تلك المعرفة مع توقعات تغير المناخ. هناك حاجة إلى استراتيجيات المراقبة والتنبؤ والتخطيط والتخفيف لمنع أمراض الأشجار وإدارتها بشكل تكيفي على مستويات جغرافية مختلفة (16).

المراقبة – يمكن أن يزيد الاكتشاف المبكر لأمراض الأشجار من احتمالية إدارة المرض بنجاح. وبالتالي ، فإن المراقبة المستمرة والمحسّنة للغابات لمشاكل صحة الأشجار مطلوبة. تعتبر البيانات المتكاملة من الولاية والفيدرالية (مثل برنامج USFS للجرد والتحليل للغابات وبرامج حماية صحة الغابات USFS) والمراقبة الخاصة مفيدة للكشف عن الانحرافات عن ظروف خط الأساس التاريخية. كما يلزم إجراء تحقيقات متابعة بشأن المشاكل المحددة والغابات “المعرضة للخطر”.

التنبؤ – تم استخدام سيناريوهات تغير المناخ لتقدير المخاطر المستقبلية للعديد من أمراض الأشجار (17 ، 18 ، 19). ومع ذلك ، يجب تحديد سمات عدم اليقين الناتجة عن التنبؤ بشكل كافٍ ويجب معالجة الأنواع الإضافية. يمكن تحقيق التنبؤ باستخدام النماذج وتحليل المخاطر وأنظمة تصنيف المخاطر. قد تكون النماذج 1) توقع الآثار المحتملة لأمراض الغابات ، 2) توفر رؤى حول حجم واتجاه التغيير ، 3) تساعد في تركيز أنشطة المراقبة ، و 4) المساعدة في تقييم استراتيجيات الإدارة (20). يتم تطوير أنظمة تحليل المخاطر وتصنيف المخاطر من خلال تقييم الأدلة المتاحة والسلوك المتوقع لممرض النبات لتقدير تأثيره في بيئة جديدة وتحديد استجابة الإدارة.

استراتيجيات التخطيط والتخفيف – زيادة قدرة النظام البيئي على امتصاص الاضطرابات دون التحول إلى حالة مختلفة نوعياً (المرونة البيئية) مطلوب للتخفيف من آثار تغير المناخ (21) ، باستخدام خيارات استباقية مثل

• زيادة تنوع الأنواع والفئات العمرية لتعزيز النمو والقدرة على التكيف مع الوفيات ،
• استخدام تدخلات زراعة الغابات المناسبة لزيادة نشاط الأشجار وتقليل مسببات الأمراض وآثار الآفات الحشرية في ظل سيناريوهات المناخ المتوقعة ،
• بعناية وحكمة باستخدام هجرة أنواع الأشجار الميسرة ، و
• زيادة تحمل ومقاومة مسببات الأمراض كجزء من برامج التربية المصممة لزيادة تحمل الأنواع للضغوط البيئية

بواسطة:

سوزان فرانكل ، برنامج الصحة ووظيفة النظام البيئي ، محطة أبحاث جنوب غرب المحيط الهادئ
التابعة للولايات المتحدة الأمريكية ، جنيفر جوزويك ، التأثيرات البيولوجية والبيئية على صحة الغابات وإنتاجيتها ، محطة أبحاث USFS الشمالية
فرانك كوتش ، مركز تقييم التهديدات البيئية للغابات الشرقية ، محطة أبحاث USFS الجنوبية على نسخة مؤرشفة من هذه الورقة الموضوع متاح.