Влияние изменения климата на вредные для растений организмы

Вэтом разделе настоящего доклада рассматриваются потенциальные последствия воздействия изменения климата на вредные организмы и, как следствие, на здоровье растений, во-первых, с точки зрения общих тенденций, а затем в форме анализа влияния на отдельные виды или группы видов на конкретных примерах.

Имитационное моделирование будущего фитосанитарного риска

В имитационных исследованиях по определению будущих фитосанитарных рисков в условиях изменения климата, в основном, использовались модели распространения видов, модели динамики популяций, либо сочетания и тех, и других (таблица 2). Климатические факторы, рассматриваемые в этих исследованиях, включают температуру, осадки и влажность, однако увеличение концентрации CO2, как правило, не рассматривается (Eastburn, McElrone and Bilgin, 2011; Juroszek and von Tiedemann, 2015). Вероятно, легче спрогнозировать последствия изменения климата для тех видов вредных организмов, основное влияние на которые оказывает температура. Сложнее сделать прогноз по вредным организмам, размножение и распространение которых в значительной степени зависят от водообеспеченности, ветра и управления растениеводством. Также это касается вредных организмов, на которые значительное влияние оказывает взаимодействие с другими организмами, такими как переносчики патогенов (Trebicki and Finlay, 2019), за исключением случаев, когда такое взаимодействие хорошо изучено (Juroszek and von Tiedemann, 2013a) и поэтому предсказуемо (см. конкретный пример по Xylella fastidiosa).

Результат имитационного моделирования зависит от используемых материалов и методов, включая используемую глобальную климатическую модель, сценарии выбросов, региональную климатическую модель, а также модель по конкретному вредному организму, наряду с точными параметрами, используемыми в имитационном моделировании (Miedaner and Juroszek, 2021a). Все это способствует прогнозированию фитосанитарных рисков (Gouache et al., 2013; Juroszek and von Tiedemann, 2013b; Launay et al., 2020), и об этом не следует забывать при чтении и интерпретировании результатов исследований с имитационным моделированием, которые приведены в талбице 2. Кроме того, следует отметить, что влияние изменения климата на фитосанитарный риск может быть разным на территории одной страны (например, долины – горы, север – юг, лето – зима, горячий и влажный сезон – холодный и сухой сезон), внимание к этому аспекту недавно было привлечено в работе Miedaner and Juroszek (2021a).

По данным Juroszek and von Tiedemann (2015), в целом, прогнозируемое изменение (увеличение или снижение) фитосанитарного риска будет иметь более выраженный характер к концу двадцать первого века, а не несколькими десятилетиями ранее, если основную роль в достижении результатов играет увеличение температуры. Это отражает тот факт, что прогнозируется более масштабное глобальное потепление к концу двадцать первого века по сравнению с его серединой или началом (например, повышение глобальной температуры на 3 °C, 2 °C и 1 °C, соответственно).

Прогнозируемые изменения фитосанитарного риска варьируются в соответствии с географическим местоположением (Sidorova and Voronina, 2020). Например, в одном из первых исследований с имитационным моделированием будущего фитосанитарного риска, вызванного условиями изменения климата, было рассчитано увеличение риска пирикуляриоза риса, вызываемого грибом Magnaporthe grisea, в прохладных, субтропических районах возделывания риса, таких как Япония, тогда как во влажных теплых тропиках, например, на Филиппинах, в будущем прогнозируется снижение риска пирикуляриоза риса (Luo et al., 1995, 1998). Что касается насекомых-вредителей, по прогнозам, сделанным в работе Kocmánková et al. (2011), в результате прогнозируемого увеличения температуры стеблевой кукурузный мотылек (Ostrinia nubilalis) и колорадский жук (Leptinotarsa decemlineata), вероятно, расширят границы своих ареалов во многих частях Европы, поселятся выше над уровнем моря, а также увеличат количество поколений в год. С другой стороны, потепление климата может привести к росту температур до уровней, близких к смертельному пределу для некоторых видов насекомых, особенно летом в умеренном климате (Bale and Hayward, 2010; Harvey et al., 2020) и в уже крайне теплых тропиках (Deutsch et al., 2008). Такое колебание воздействия в отношении географического местоположения означает, что к обобщениям следует относиться весьма осмотрительно, а ученым необходимо быть очень внимательными при экстраполяции результатов (Juroszek et al., 2020).

Не так давно была опубликована работа Seidl et al. (2017), содержащая всеобъемлющий, глобальный анализ имеющихся результатов (более 1 600 единичных наблюдений). В ней сделан вывод, что около одной трети всех наблюдений показывает, что в лесном хозяйстве по всему миру увеличится риск возникновения факторов абиотического (например, пожар, засуха) и биотического (например, насекомые-вредители, патогены) стресса. Более теплые и сухие условия благоприятствуют воздействию насекомых, тогда как более теплые и влажные условия благоприятствуют воздействию патогенов. Такая же тенденция ожидается в отношении многих болезней сельскохозяйственных культур (например, Juroszek and von Tiedemann, 2015), насекомых-вредителей (например, Choudhary, Kumari and Fand, 2019), а также сорных растений (например, Clements, DiTommaso and Hyvönen, 2014), причем в большинстве случаев возрастает фитосанитарный риск. Таким образом, в будущем с целью снижения прогнозируемого увеличения фитосанитарного риска в сельском хозяйстве, садоводстве, лесном хозяйстве, а также в озеленении городских территорий и в национальных парках, необходимо принимать профилактические меры, меры по смягчению последствий и меры по адаптации (Edmonds, 2013; Pautasso, 2013). В настоящее время между движениями за охрану окружающей среды и службами охраны здоровья растений ведется непрекращающаяся дискуссия о том, как проводить обработку в национальных парках и на охраняемых территориях при нашествии вредных организмов, а также по болезненному вопросу о том, вмешиваться ли в экосистемы, которые в настоящее время не являются управляемыми.