Прогнозування розвитку збудників хвороб і шкідників на підставі кліматичних змін
ARTICLE PDF

Ключові слова

pathogens
forest ecosystems
temperature conditions
international collaboration патогенні організми
лісові екосистеми
температурний режим
міжнародна співпраця

Як цитувати

Хрик, В. М., Ситник, О. С., Кімейчук, І. В., Лозінська, Т. П., & Масальський, В. П. (2024). Прогнозування розвитку збудників хвороб і шкідників на підставі кліматичних змін. Лісівництво і Агролісомеліорація, (145), 134–142. https://doi.org/10.33220/1026-3365.145.2024.134

Анотація

Досліджено проблему зменшення площі лісів унаслідок змін кліматичних умов, що призводить до низки взаємопов’язаних екологічних проблем. Виявлено, що останні кілька десятиліть характеризуються стрімким підвищенням температури та зниженням вологості повітря в багатьох регіонах світу, що дало поштовх до зміни поширення хвороботворних організмів та їхніх переносників. З’ясовано, що значно почастішали випадки появи нових інвазій. Проаналізовано основні тенденції поширення та розвитку патогенних організмів у нових для них географічних умовах. Виявлено закономірності, які дають можливість прогнозувати зміни у видовому складі патогенів, їхніх переносників та лісових екосистем загалом. Виявлено, що почастішали грибкові захворювання деревних рослин і випадки комбінованих бактеріально-вірусних інфекцій лісу в умовах зміни температурного режиму окремих територій. Проаналізовано видовий склад хвороботворних мікроорганізмів та їхніх господарів у змінених кліматичних умовах європейських країн, зокрема України. Зібрано інформацію про сучасні заходи щодо запобігання поширенню інфекцій лісу, про основні програми, які дають можливість локалізувати вплив патогенних організмів на лісові екосистеми.

https://doi.org/10.33220/1026-3365.145.2024.134
ARTICLE PDF

Посилання

Beukema, S.J., Robinson, D.C.E. and Greig, L.A. (2007) ‘Forests, insects and pathogens and climate change’ in Workshop Report. Prineville, OR, USA: WesternWildlands Environmental Threat assessment Center, 60(1), pp. 133–149. https://doi.org/10.13140/2.1.4058.4961

Bhatti, J.S., Lal, R., Apps, M.J. and Price, M.A. (2008) ‘Climate change and managed ecosystems’, Agricultural Systems, 98(1), рр. 62–63. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2007.10.003

Budnik, Z.M., Hrytsiuk, V.V., Kondratiuk. N.V., Pysarenko, V.O. and Tsipan, Yu.R. (2023) ‘Influence of climate factors on the forest ecosystems of the Rivne region’, Bulletin National University of Water and Environmental Engineering, 102, рр. 18–30 (in Ukrainian). https://doi.org/10.31713/vs220232

Buksha, I. (2009) ‘Climate change and forestry of Ukraine’, Proceedings of the Forestry Academy of Sciences of Ukraine, 7, рр. 11–17. Available at: http://fasu.nltu.edu.ua/index.php/nplanu/article/view/482 (Accessed: 12 September 2024) (in Russian).

Buksha, I.F., Shvidenko, A.Z., Bondaruk, M.A., Tselyshev, O.G., Pyvovar, T.S., Buksha, M.I., Pasternak, V.P. and Krakovska, S.V. (2017) ‘Methodology of modelling of the impact of climate change on forest phytocenoses in Ukraine’, Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 266, рр. 26–38. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/nvnau_lis_2017_266_5 (Accessed: 12 September 2024) (in Ukrainian).

Bulman, L.S., Bradshaw, R.E., Fraser, S., Mart?n-Garc?a, J., Barnes, I., Musolin, D.L., La Porta, N., Woods, A.J., Diez, J.J., Koltay, A., Drenkhan, R., Ahumada, R., Poljakovic-Pajnik, L., Queloz, V., Pi?kur, B., Do?mu?-Lehtij?rvi, H.T., Chira, D., Tome?ov?-Haataja, V., Georgieva, M., Jankovsk?, L., Anselmi, N., Markovskaja, S., Papazova-Anakieva, I., Sotirovski, K., Lazarevi?, J., Adam??kov?, K., Boro?, P., Bragan?a, H., Vettraino, A.M., Selikhovkin, A.V., Bulgakov, T.S. and Tubby, K. (2016) ‘A worldwide perspective on the management and control of Dothistroma needle blight’, Forest Patholology, 46, рр. 472–488. https://doi.org/10.1111/efp.12305

Burdon, J.J. and Zhan, J. (2020) Climate change and disease in plant communities. PLoS Biology, 18(11), e3000949. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000949

Climate change explained (2023). Bulletin of Department for Energy Security and Net Zero 20 June 2023. Available at: https://www.gov.uk/guidance/climate-change-explained (Accessed: 12 September 2024).

Davydenko, K. and Meshkova, V. (2017) The current situation concerning severity and causes of ash dieback in Ukraine caused by Hymenoscyphus fraxineus/ R. Vasaitis & R. Enderle (eds), Dieback of European Ash (Fraxinus spp.): Consequences and Guidelines for Sustainable Management. Uppsala. 220–227. ISBN (print version) 978-91-576-8696-1

Delgado-Baquerizo, M., Guerra, C.A., Cano-D?az, C., Egidi, E., Wang, J.-T., Eisenhauer, N., Singh, B. K. and Maestre, F.T. (2020) ‘The proportion of soil-borne pathogens increases with warming at the global scale’, Nature Climate Change, 10, рр. 550–554. https://doi.org/10.1038/s41558-020-0759-3

Dobson, A.P., Pimm, S.L., Hannah, L., Kaufman, L., Ahumada, J.A., Ando, A.W., Bernstein, A., Busch, J., Daszak, P., Engelmann, J., Kinnaird, M.F., Li, B.V., Loch-Temzelides, T., Lovejoy, T., Nowak, K., Roehrdanz, P.R. and Vale, M.M. (2020) ‘Ecology and economics for pandemic prevention’, Science, 369(6502), рр. 379–81. https://doi.org/10.1126/science.abc3189

FAO (2022) The State of the World’s forests. Available at: https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/8f599970-661d-45f5-a598-2ea46ca1605f/content/src/html/deforestation-land-degradation.html (Accessed: 12 September 2024).

Frankel, S.J., Brown, A.V., Hennon, P.E., Kliejunas, J.T., Lewis, K.J., Worrall, J.J., Woods, A.J. and Sturrock, R.N. (2011) ‘Climate change and forest diseases’, Plant Pathology, 60, рр. 133–149. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2010.02406.x

Goychuk, A., Kulbanska, I. and Shvets, M. (2021). ‘Tuberculosis pathology of Fraxinus excelsior L. in Ukraine: symptomatology, etiology, pathogenesis’, Scientific Horizons, 24(5), pp. 69–80, https://doi.org/10.48077/scihor.24(5).2021.69-80

Hordiienko, M.I., Goichuk, A.F., Hordiienko, N.M. and Leontiak, H.P. (1996). Ash Trees in Ukraine. Kyiv: Silhosposvita (in Ukrainian).

Hossain, M., Veneklaas, E. J., Hardy, G. and Poot, P. (2019) ‘Tree host – pathogen interactions as influenced by drought timing: linking physiological performance, biochemical defence and disease severity’, Tree Physiology, 39, pp. 6–18. https://doi.org/10.1093/treephys/tpy113

Jung, T. (2009) ‘Beech decline in Central Europe driven by the interaction between Phytophthora infections and climatic extremes’, Forest Pathology, 39, рр. 73–94. https://doi.org/10.1111/j.1439-0329.2008.00566.x

Kirisits, T., Matlakova, M., Mottinger-Kroupa, S., Halmschlager, E. and Lakatos, F. (2010) ‘Chalara fraxinea associated with dieback of narrow-leafed ash (Fraxinus angustifolia)’, Plant Pathology, 59, pр. 4–11.

Kleczkowski, A., Hoyle, A. and McMenemy, P. (2019) ‘One model to rule them all? Modelling approaches across OneHealth for human, animal and plant epidemics’, Philosophical Transactions of the Royal Society, 374(20), рр. 180–225. https://doi.org/10.1098/rstb.2018.0255

Kowalski, T. (2007) ‘Chalara fraxinea – a newly described species of fungus on dying ash trees in Poland’, Sylwan, 151, pp. 44–48 (in Polish).

Kurz, W.A., Dymond, C.C., Stinson, G., Rampley, G.J., Neilson, E.T., Carroll, A.L., Ebata, T. and Safranyik, L. (2008) ‘Mountain pine beetle and forest carbon feedback to climate change’, Nature, 452, рр. 87–90. Available at: https://www.nature.com/articles/nature06777 (Accessed: 12 September 2024)

Lahlali, R., Taoussi, M., Laasli, S.-E., Gachara, G., Ezzouggari, R., Belabess, Z., Aberkani, K., Assouguem, A., Meddich, A., El Jarroudi, M. and Barka, E.A. (2024) ‘Effects of climate change on plant pathogens and host-pathogen interactions’, Crop and Environment, 3(3), рр. 159–170. https://doi.org/10.1016/j.crope.2024.05.003

Lech, P., Mychayliv, O., Hildebrand, R. and Orman, O. (2023). ‘Weather conditions drive the damage area caused by Armillaria root disease in coniferous forests across Poland’, The Plant Pathology Journal, 39(6), pp. 548–565. https://doi.org/10.5423/PPJ.OA.07.2023.0098

Macpherson, M.F., Kleczkowski, A., Healey, J.R. and Hanley, N. (2018) ‘The effects of disease on optimal forest rotation: a generalisable analytical framework’, Environment and Resource Economy, 70, рр. 565–588. https://doi.org/10.1007/s10640-016-0077-4

Matsiakh, I. and Kramarets, V. (2020) ‘Invasions of phyllophage insects into the territory of Ukraine’, Proceedings of the Forestry Academy of Sciences of Ukraine, 20, pp. 11 – 23.

Meshkova, V. (2022a). ‘Alien phytophagous insects in forest and urban stands of Ukraine’, Bucovina Forestier?, 22(1), pp. 29-40. https://doi.org/10.4316/bf.2022.004

Meshkova, V. (2022b) ‘Who, where, when, and how damages forest – challenges for prediction and control’, Environmental Sciences Proceedings, 22, 71. https://doi.org/10.3390/IECF2022-13044

Meshkova, V., Borysenko, O., Kucheryavenko, T., Skrylnyk, Y., Davydenko, K. and Holusa, J. (2023) ‘Potential Westward Spread of Emerald Ash Borer, Agrilus planipennis Fairmaire, 1888 (Coleoptera: Buprestidae) from Eastern Ukraine’, Forests, 14, 736. https://doi.org/10.3390/f14040736

Meshkova, V., Borysenko, O., Kucheryavenko, T., Vysotska, N., Skrylnyk, Y., Davydenko, K. and Holusa, J. (2024) ‘Forest Site and Stand Structure Affecting the Distribution of Emerald Ash Borer, Agrilus planipennis Fairmaire, 1888 (Coleoptera: Buprestidae), in Eastern Ukraine’, Forests, 15, 511. https://doi.org/10.3390/f15030511

Meshkova, V.L., Turenko, V.P. and Bajdyk, G.V. (2014) Adventive injurious organisms in Ukrainian forests, The Bulletin of Kharkiv National Agrarian University. Series "Phytopathology and Entomology", 3, рр. 1?2. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vkhnau_ento_2014_1-2_18 (Accessed: 12 September 2024) (in Ukrainian).

Nie, P., Yang, R., Cao, R., Hu, X. and Feng, J. (2023) ‘Niche and range shifts of the fall webworm (Hyphantria cunea Dury) in Europe imply its huge invasion potential in the future’, Insects, 14(4), 316. https://doi.org/10.3390/insects14040316

Orlovsky, A.V., Boyko, A.A., Sus, N.P. and Tsvigun, V.O. (2017) ‘Bacterial and viral disease foci of tree plants in forest biocenoses’, Agroecological Journal, 4, pp. 114–117 (in Ukrainian).

Palamarchuk, L.V., Gnatyuk, N.V., Krakowska, S.V., Shedemenko, I.P. and Diukel, G.O. (2010) ‘Seasonal climate changes in Ukraine in the 21st century’, Scientific works of UkrNDGMI, 59, pp. 104–120. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/58536/07-Palamarchuk.pdf (Accessed: 12 September 2024) (in Ukrainian).

Pfenning-Butterworth, A. and Buckley, L.B. (2024) ‘Interconnecting global threats: climate change, biodiversity loss, and infectious diseases’, Lancet Planet Health, 8(4), рр. 270–283. https://doi.org/10.1016/S2542-5196(24)00021-4

Reshetchenko, S., Boryskina, Y. and Hrekova, Y. (2022) ‘Distribution of air temperature in the territory of Ukraine against the background of current climate changes’, Problems of Continuous Geographic Education and Cartography, (35), pp. 25–31 (in Ukrainian). https://doi.org/10.26565/2075-1893-2022-35-03

Riseh, S.R., Fathi, F., Lagzian, A., Vatankhah, M. and Kennedy, J.F. (2024) ‘Modifying lignin: A promising strategy for plant disease control’, International Journal of Biological Macromolecules, 271, рр. 132–696. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.132696

Roberts, M., Gilligan, C.A., Kleczkowski, A., Hanley, N., Whalley, A.E. and Healey, J.R. (2020) The effect of forest management options on forest resilience to pathogens, Frontiers for Global Change, 3, 7. https://doi.org/10.3389/ffgc.2020.00007

Serrano, M., Romero, M., Homet, P. and G?mez-Aparicio, L. (2022) ‘Climate change impact on the population dynamics of exotic pathogens: The case of the worldwide pathogen Phytophthora cinnamomi’, Agricultural and Forest Meteorology, 322, 109002. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2022.109002

Shalovylo, Yu.I., Kovaleva, V.A. and Gou, R.T. (2011) ‘Types of bacterial diseases of conifers’, Scientific Bulletin of UNFU, 21(13), рр. 68–71 (in Ukrainian).

Shvidenko, A.Z., Buksha, I.F. and Krakowska, S.V. (2018) Vulnerability of Ukrainian Forests to Climate Change. Kyiv: Nika Center, Available at: https://www.researchgate.net/publication/ 327558601_Vulnerability_of_Ukraines_forests_to_climate_change (Accessed: 12 September 2024) (in Ukrainian).

Singh, B.K., Delgado-Baquerizo, M., Egidi, E., Guirado, E., Leach, J.E., Liu, H. and Trivedi, P. (2023) ‘Climate change impacts on plant pathogens, food security and paths forward’, Nature Reviews Microbiology, 21, рр. 640–656. https://doi.org/10.1038/s41579-023-00900-7

Soloviy, I.P. and Kuleshnyk, T.Ya. (2008) ‘Climate change and forestry: mutual influences, alternatives, prospects’, Scientific Bulletin of UNFU, 18(11), рр. 209–216. Available at: https://nv.nltu.edu.ua/Archive/2008/18_11/209_Solowij_18_11.pdf (Accessed: 12 September 2024) (in Ukrainian).

State Forest Resources Agency of Ukraine (2024) General Characteristics of Ukrainian Forests. Available at: https://forest.gov.ua/napryamki-diyalnosti/lisi-ukrayini/zagalna-harakteristika-lisiv-ukrayini (Accessed: 12 September 2024) (in Ukrainian).

Tokarieva, O., Meshkova, V. and Puzrina, N. (2022). Pest management in forests of Eastern Europe (Manual). NUBiP of Ukraine, 2022. 285 pp. ISBN 978-617-8184-75-9.

Tsvigun, V., Gumeniuk, I., Levishko, A. and Sus, N. (2022) ‘Viral and bacterial diseases of plants of forest ecosystems of Ukraine’, in Proceedings of XV Scientific conference of young scientists "Microbiology in modern agricultural production". Chernihiv: Institute of Agricultural Microbiology and Agro-Industrial Production of NAAS, pp. 161–163. Available at: https://www.researchgate.net/publication/ 374412898_Virusni_ta_bakterialni_hvorobi_roslin_lisovih_ekosistem_Ukraini (Accessed: 12 September 2024) (in Ukrainian).

Tykhomyrova, T. S. and Sorkina, D. K. (2022) ‘Actions of Ukraine and the world on global climate change issues’, in Proceedings of the International scientific and practical conference with the participation of young scientists "Sectoral Problems of Environmental Safety – 2022", 27 October 2022, Kharkiv. Kharkiv: Kharkiv National Automobile and Highway University, pp. 205–207. Available at: https://api.dspace.khadi.kharkov.ua/server/api/core/bitstreams/f498e0af-e76e-4bad-a7ab-43f11d708970/content (Accessed: 12 September 2024) (in Ukrainian).

Ustskyi, I.M., Zhadan, S.V. and Dyshko, V.A. (2024) Forest pathology monitoring system [Online]. Available at: https://uriffm.org.ua/uk/news/645 (Accessed: 12 September 2024) (in Ukrainian).

Velasquez, A.C., Castroverde, C.D.M. and He, S.Y. (2018) ‘Plant–pathogen warfare under changing climate conditions’, Current Biolology, 28, рр. 619–634. https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.03.054

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.