Därför kan barkborreangrepp vara svåra att upptäcka tidigt från luften

under denna period finns det helt enkelt inga signaler på stress som kamerorna kan upptäcka.

Sedan 2018 har granbarkborren orsakat skador för flera miljoner kronor. Att upptäcka angripna granar i ett tidigt skede skulle kunna bidra till att begränsa spridningen, och forskare har under flera år undersökt hur dessa träd kan identifieras från luften i ett allt tidigare skede. 

SLU forskarna kombinerade kontinuerliga mätningar av vattentransporten i fullvuxna granar med upprepade hyperspektrala drönarbilder för att knyta förändringar inuti träden till signaler som kan upptäckas i deras kronor. 

En ovanligt svår process att kartlägga

Forskarna använde så kallade savflödes sensorer för att mäta hur mycket vatten som passerade genom träden med några minuters mellanrum. Det är svårt att följa träden från tiden före ett angrepp fram till dess att de dör. För att det ska vara möjligt måste sensorerna vara på plats innan barkborrarna angriper trädet, men det är extremt svårt att förutsäga vilka träd de kommer att välja ut. I den här studien lyckades forskarna för första gången dokumentera hela förloppet hos både friska och angripna fullvuxna granar. 

‒ Vi kunde följa samma träd medan de fungerade normalt, efter att de angripits och när deras vattentransport därefter försämrades. Den utvecklingen är extremt svår att fånga hos mogna träd i fält, säger Jose Gutierrez Lopez, trädfysiolog vid SLU, som ansvarade för mätningarna av savflödet.

En biologisk gräns för tidig upptäckt

Mätningarna visade att vattentransporten i träden kunde kollapsa plötsligt efter flera veckors normal funktion. Resultaten pekar på en möjlig förklaring till varför det har varit svårt att upptäcka angrepp med hjälp av fjärranalys under de allra första veckorna, trots forskning kring olika sensorer, ljusvåglängder, algoritmer och metoder för maskininlärning. 

‒ Under den här perioden är problemet inte att fjärranalysmetoden är otillräcklig. Stressignalen i trädet har helt enkelt ännu inte utvecklats, säger Langning Huo, projektledare och docent i skogsfjärranalys vid SLU och fortsätter:

‒ Vi bör inte lägga ner obegränsade resurser på att försöka förbättra fjärranalysens noggrannhet under en period då trädet i sig inte har börjat visa tecken på fysiologisk stress. Ett mer meningsfullt mål är att identifiera det tidigaste ögonblicket då funktionen börjar förändras, och sedan se till att vi på ett tillförlitligt sätt kan upptäcka den övergången "uppifrån".

Ett angrepp är inte detsamma som stress

Mätningarna av savflödet visade att träden försämrades vid olika tidpunkter. Vissa förlorade sin förmåga att transportera vatten relativt snabbt, medan andra behöll en del av den under mycket längre tid. Tidigare studier av granbarkborre upptäckt har i allmänhet utgått från tidpunkten för angreppet eller barkborrarnas svärmning snarare än när trädet försämras. 

‒ Den här studien visade oss att fjärranalysmetoden bara är halva sanningen. Ett angripet träd är inte automatiskt ett stressat träd. För att förstå när ett angrepp kan upptäckas måste vi följa hur trädets tillstånd förändras, inte bara veta när barkborrarna anländer, säger Luiz Henrique Elias Cosimo, doktorand vid SLU och studiens huvudförfattare. 

Forskarna tog drönarbilder med hjälp av en hyperspektral kamera, som delar upp det reflekterande ljuset i hundratals smala band som kan avslöja subtila fysiologiska förändringar. En fullständig kollaps av vattentransport kunde upptäckas nästa omedelbart genom förändringar i reflexionen nära 530 nanometer, i det gröna delen av ljusspektrumet. Detta område, känt som ”green-shoulder”, har i tidigare studier vid SLU visat sig vara särskilt känsligt för tidiga tecken på stress hos träd. 

Att koppla dessa signaler från trädkronorna till förändringar inuti trädet kan bidra till att utveckla mer tillförlitliga metoder för att upptäcka angrepp medan det fortfarande är möjligt att ingripa. Det skapar också realistiska förväntningar på hur tidigt upptäckt kan uppnås. 

Ny ledtråd om vad som orsakar vattentransportens kollaps

Förloppet ger också ledtrådar om vad som ligger bakom den snabba kollapsen i vattentransporten. Om barkborrens gnag var den direkta orsaken borde nedgången i vattentransporten följa skalbaggens utveckling. I stället kollapsade den ibland långt innan den nya generationen var redo att kläckas. Detta pekar på att blånadssvampar, vars sporer sprids av barkborrarna, är en mer trolig omedelbar orsak. Svamparna kan sprida sig från barken in i splintveden och störa den vävnad som transporterar vatten genom trädet.

‒ Vi mätte inte svampens spridning direkt, så vi kan inte bevisa att svampen orsakade kollapsen. Men tidsförloppet talar för att det är svampens störning av xylemet, snarare än skalbaggarnas födointag i sig, som är den troliga orsaken till den snabba förlusten av vattentransporten, säger Gutierrez Lopez.