European spruce bark beetle (Ips typographus L.) in storm-felled Norway spruce trees in southeastern Finland | Kirjanpainajan (Ips typographus L.) esiintyminen myrskytuhoalueen metsäkuusissa Kaakkois-Suomessa

Kirjanpainaja (Ips typographus L.) on eräs ongelmallisimmista tuhohyönteisistä kuusivaltaisissa (Picea abies Karst) metsissä Keski- ja PohjoisEuroopassa. Lajia on tutkittu melko intensiivisesti 2000-luvun alusta lähtien, etenkin Ruotsissa Gudrun-myrskyn (2005) sekä Keski-Euroopan laajojen viimeaikaisten myrskytuhojen jälkeen. Kirjanpainaja on erittäin opportunistinen laji ja sen kanta voi kasvaa rajusti suosiollisissa olosuhteissa, etenkin sen päästessä lisääntymään vapaasti heikentyneissä tai kaatuneissa kuusissa. Mikäli kanta pääsee kasvamaan rajoittamatta, saattaa populaation koko riittää tappamaan jopa terveitä pystypuita, josta aiheutuu näin lisää haittaa metsänomistajalle niin rahallisina tai hiilensidonnallisina menetyksinä kuin ekosysteemipalvelujen heikentymisenä. Suomessa kirjanpainajatuhot ovat onneksi olleet tähän mennessä melko paikallisia, mutta ilmastonmuutoksen lisätessä äärimmäisiä sääilmiöitä myös tuhohyönteisten tai sienten aiheuttamat ongelmat tulevat todennäköisesti lisääntymään. Tästä syystä kaikkia potentiaalisia metsätuholaisia tulisi kartoittaa ja tutkia. Asta-myrsky kaatoi noin 9000 kuutiometriä puuta Ruokolahden kunnassa Etelä-Karjalassa. Myrskyn jälkeen alueella suojeltiin kaksi aluetta (Viitalampi ja Paajasensalo) METSO-ohjelmalla, eikä alueilla ole sen jälkeen tehty hakkuita. Alueille saatiin tämän jälkeen metsänomistajan lupa kaarnakuoriaisutkimusten käynnistämiseen. Tutkimusten pääpainona oli kirjanpainajan populaatiodynamiikan seuranta ja tutkimus. Tutkimusalueilla oli pääasiassa kuusivaltaista varttunutta kasvatusmetsää tai uudistuskypsää metsää. Kenttätyöt aloitettiin vuonna 2011 Viitalammen alueella, mutta uusia koealoja perustettiin tulevina vuosina niin Viitalammelle kuin Paajasensaloon. Yhteensä 140 kaatunutta kuusta tutkittiin näiltä koealoilta. Jokaisesta puusta mitattiin läpimitta tyvestä (d0), rinnankorkeudelta (d1.3) ja kymmenen metrin korkeudelta (d10), minkä lisäksi jokaisesta puusta mitattiin pituus. Tämän jälkeen puille tehtiin entomologinen analyysi kahden metrin välein tyvestä kymmeneen metriin asti kaarnakuoriaisten esiintymisen vaihtelun tutkimiseksi. Jokaiselta korkeudelta tutkittiin 25cmx50cm pala kaarnaa, josta laskettiin uudet ja vanhat sisään- ja ulostulokäytävät sekä kaarnan alta emokäytävien lukumäärä lajeittain. Vuosittaisen vaihtelun tutkimiseksi sama otanta toistetiin vuosittain koealan sisällä eri puista, kuitenkin niin, että jokaisella tutkitulla puulla oli yhä havaittava juuriyhteys, jotta se olisi edelleen kaarnakuoriaisille sopivaa materiaalia, eikä kuivunut käyttökelvottomaksi. Tämän lisäksi Maanmittauslaitokselta saatiin korkean resoluution ilmakuvia, joista laskettiin 25 metrin säteeltä jokaisen koealan ympäriltä kaatuneiden ja pystypuiden lukumäärä, sekä mitattiin lähimmän tuulenkaatoaukon koko sekä koealan etäisyys kyseiseen aukkoon. Jokaisen mitatun muuttujan vaikutusta kirjanpainajan emokäytävien tiheyksiin (m²) tarkasteltiin yleistetyillä lineaarisilla malleilla. Vuosittainen vaihtelu havaittiin oletetusti erittäin suureksi ja aikaisempien tutkimusten havainnot olivat yhdenmukaisia havainnon kanssa. Lisäksi vuodelle 2013 havaittiin tilastollisesti merkitseväksi lähimmän aukon koko sekä koealan etäisyys aukosta, jotka olivat selitettävissä niin kirjanpainajan käytöksellä edellisinä vuosina kuin laajempien ja toisiaan lähempänä olevien resurssien (kaatuneiden puiden) suosimisella populaation kasvuvaiheessa. Kaarnakuoriaisten ja muiden mahdollisten metsätuholaisten populaatiodynamiikan ymmärtäminen vaatii kenttätyön sekä ilmakuvien ja muiden kaukokartoitusmenetelmien hyödyntämistä. Äärimmäisten sääilmiöiden lisääntyessä ilmastonmuutoksen myötä lisääntyvät myös tuhohyönteisten (kuten kirjanpainajan) ja -sienten aiheuttamat sekundaarituhot pystypuissa. Lisätutkimusta vaaditaan, jotta metsänomistajia voidaan opastaa ja neuvoa sekä poliittisia päätöksiä voidaan tehdä metsätuhoihin varautuen sekä niitä vähentäen, oli kyseessä sitten metsätaloutta, hiilivarastoja tai luonnon monimuotoisuutta ajava päätöksenteko.

The European spruce bark beetle (Ips typographus L.) is one of the most concerning forest pest to Norway spruce (Picea abies Karst) forests in Central and Northern Europe. The species has been fairly well studied, especially after the storm Gudrun in Sweden in 2005 and some widespread damages in spruce forests in Central Europe in the recent years. I. typographus is a highly opportunistic species and a population can expand drastically if favorable conditions, mainly weakened or windthrown trees and suitable temperatures, are met. After reproducing on these favorable conditions, the species may have reached a population size so large that it is capable of infesting and killing even standing, healthy trees in the nearby areas. Damages caused to standing trees are the most problematic as there losses in economic revenue, carbon storage and, in some cases, ecosystem services. In Finland, the problems caused by I. typographus have fortunately been localized, but with climate change increasing extreme weather patterns, the problems are likely to increase in the future, which is why the species, as well as other potentially problematic species should be studied as intensively as possible, so that informed decisions can be made in case of a windthrown or other pest inducing event was to occur. After the Asta-storm in 2010, some 9000 cubic meters of wood had fallen in Ruokolahti municipality. Quickly after the storm, two areas (Viitalampi and Paajasensalo) were conserved under METSO-program and no commercial harvests were done in the sites, and permissions for bark beetle studies were given to increase knowledge especially on I. typographus. The two sites were mostly harvest-ready or mature Norway spruce dominated forests. Field work began in 2011 in Viitalampi, and new study plots were established in Viitalampi and Paajasensalo in subsequent years. To study bark beetle population dynamics, a total of 140 fallen trees were studied. From each tree diameters were measured at base (d0), breast-height (d1.3) and ten meters (d10), as well as full height of the tree. An entomological analysis was done in two-meter intervals (from 0m to 10m) to establish changes of bark beetle activity on a stem. A 25cmx50cm piece of bark was analyzed on each height, from which new and old entry and exit holes and different bark beetle maternal galleries were calculated. This was done on a different tree each year on a plot, although it was done only to trees which had root connections to the soil and were thus deemed alive and potential breeding and feeding ground for bark beetles. In addition, National Land Survey of Finland provided high resolution aerial images from the study sites so that the surrounding areas and conditions could be taken into account in studying bark beetle population dynamics. From the aerial images, a number of fallen and standing trees were calculated on a 25-meter zone around the center of a plot, as well as the size of the closest windthrown gap and the plot’s distance to that gap. The analysis of each measured factors’ significance to I. typographus maternal gallery density (m²) were calculated with Generalized Linear Models. Yearly changes in I. typographus occurrence were expectedly high and complied with observations in previous studies. In addition, there was a significance found in gap size and distance to gap in 2013, which could be explained with population behavior in previous years and with the exhaustion of larger and more nearby resources in the beginning of population build-up. Extensive field work combined with aerial images and other spatial tools are important in understanding the complexity of bark beetle, or any other forest pest, population dynamics. As extreme weather patterns increase, so do the damages caused by biotic agents, such as the European spruce bark beetle. Future studies are needed to educate and prepare forest owners for forest disturbances, be it from the viewpoint of commercial forestry, carbon storage or biodiversity conservation.