Klimarisiko Schadinsekten

Forscher der ETH Zürich und von Agroscope modellieren, wo Schadinsekten künftig vorkommen. Dies hilft, potenzielle Invasoren frühzeitig zu erkennen und für die Landwirtschaft m?gliche Abwehrmassnahmen zu planen.

Die Apfelfruchtfliege ist noch nicht in Europa aufgetaucht, könnte sich aber bis 2060 weit nach Norden ausbreiten. (Bild: Joseph Berger, Bugwood.org / CC 3.0 via Wikimedia Commons)
Die Apfelfruchtfliege ist noch nicht in Europa aufgetaucht, k?nnte sich aber bis 2060 weit nach Norden ausbreiten. (Bild: Joseph Berger, Bugwood.org / CC 3.0 via Wikimedia Commons)

Der Klimawandel l?sst nicht nur Gletscher schmelzen, das Laub früher im Jahr austreiben und Bergblumen h?her steigen, er ver?ndert auch die klimatischen Bedingungen für das Vorkommen von landwirtschaftlichen Sch?dlingen wie Bakterien, Viren, Pilze und Insekten.

Schon heute stehen Kulturpflanzen unter hohem Druck durch Schadorganismen, und mit der erwarteten weiteren Erw?rmung dürfte der Druck noch steigen. Beispielsweise Insekten: Laufend siedeln sich in Europa und der Schweiz neue Arten an, die teilweise von anderen Kontinenten als blinde Passagiere eingeschleppt werden.

Das jüngste Beispiel ist die Kirschessigfliege (Drosophila suzukii). 2008 wurde die aus Südostasien stammende Fliege erstmals in Italien und Spanien gefunden, 2011 zum ersten Mal in der Schweiz. Mittlerweile ist sie bis nach Südschweden vorgedrungen und erobert den Balkan im Sturm. Die Kirschessigfliege verursacht grosse Sch?den an Beeren, Früchten und Trauben.

Vorsorgen mit Modellen

Um vor solchen b?sen ?berraschungen gewappnet zu sein, hat das Nationale Zentrum für Klimadienstleistungen (NCCS) finanzielle Mittel bereitgestellt, um die zukünftige Verbreitung solcher Schadinsekten zu untersuchen. Lo?c Pellissier, Professor für Landschafts?kologie der ETH Zürich, und seine Gruppe erstellen nun mithilfe von Computersimulationen Szenarien zur Entwicklung und Verbreitung ausgew?hlter potenzieller Schadinsekten sowie von land- und forstwirtschaftlich wichtigen Pflanzen. Die Szenarien sollen als Basis dienen für die Planung von Schutzmassnahmen für Kulturen und W?lder.

Pellissiers Doktorand Marc Grünig ist derzeit daran, ausgehend von bestehenden Klimaszenarien die potenzielle künftige Verbreitung von 90 verschiedenen Schadinsektenarten, von denen die meisten in Europa noch nicht nachgewiesen wurden, die aber durchaus eingeschleppt werden k?nnten. Die Grundlage für seine Auswahl liefert eine externe Seite Liste der European and Mediterranean Plant Protection Organisation. Grenzkontrollen an europ?ischen Flugh?fen und H?fen fangen bereits heute viele dieser Quarant?nesch?dlinge ab und zeigen damit auf, dass eine echte Invasionsgefahr besteht. Dazu modelliert Grünig auch, wo 110 Nutzpflanzen und 25 Baumarten vorkommen k?nnten.

Fruchtfliege am Polarkreis?

Obwohl der ETH-Doktorand noch am Anfang seiner Arbeit steht, kann er ein Beispiel pr?sentieren: die Apfelfruchtfliege (Rhagoletis pomonella). Sie kommt derzeit nur in Nordamerika und Mexiko in Apfelanbaugebieten vor. In Europa ist sie noch nicht nachgewiesen. Grünig hat für diese Art modelliert, wo sie in Europa im Jahr 2020 passenden Lebensraum vorfinden würde. Die Verbreitungskarte des potenziellen Vorkommens zeigt, dass vor allem Süd- und Mitteleuropa geeignete Lebensbedingungen bieten würden. Nordeuropa und die britischen Inseln w?ren für die Fruchtfliege nicht oder nur sehr dünn besiedelbar.

Im Jahr 2060 unter Annahme fortschreitender Klimaerw?rmung k?nnte das Insekt aber weit im Norden Europas geeignete Lebensbedingungen antreffen. Südliche Gefilde ums Mittelmeer k?nnten für die Apfelfruchtfliege hingegen zu heiss und zu trocken geworden sein. Es g?be dort aus klimatischen Gründen auch ihre Wirtspflanze, den Apfelbaum, nicht mehr.

Vergr?sserte Ansicht: Die hypothetische heutige und zukünftige Verbreitung der Apfelfruchtfliege bei steigenden Durchschnittstemperaturen. (Grafik: ETH Zürich)  
Die hypothetische heutige und zukünftige Verbreitung der Apfelfruchtfliege bei steigenden Durchschnittstemperaturen. (Grafik: ETH Zürich)  

Basis von Grünigs Modellen sind Daten aus verschiedenen Klimaszenarien und solche über das momentane Vorkommen der Schadinsekten respektive ihrer Wirtspflanzen. Mit diesen Daten werden die klimatischen Bedingungen im aktuellen Verbreitungsgebiet modelliert und anschliessend auf verschiedene Klimaszenarien projiziert. Einen grossen Einfluss auf die Verbreitung eines Insekts haben Temperatur und Niederschl?ge. ?Bei Insekten ist die W?rmesumme einer der wichtigsten Faktoren, der bestimmt, wo eine Art vorkommen kann und wo nicht?, sagt Grünig. Ebenso einflussreich seien die minimalen Temperaturen, bei denen eine Insektenart überlebensf?hig ist.

Grundlage für die Praxis

Die Verbreitungsszenarien sollen unter anderem als Basis für praktische Anwendungen dienen. Die Forscher arbeiten eng mit den in der landwirtschaftlichen Forschung t?tigen Institutionen, Beratungsstellen und Beh?rden zusammen. Die Szenarien k?nnen landwirtschaftliche Versuchsanstalten dabei unterstützen, allf?llige Abwehrmassnahmen gegen neu auftretende Schadinsekten zu entwickeln, zum Beispiel indem sich Forschende Informationen über die Bek?mpfung in den L?ndern beschaffen, wo das Schadinsekt schon ?aktenkundig? ist. ?M?glicherweise werden wir am Ende eine App bereitstellen, die wie ein Wetterbericht eine Sch?dlingsprognose macht und den Bauern hilft, sich rechtzeitig gegen anrückende Insekten zu schützen?, sagt Pellissier

?Bisher sind wir schlecht vorbereitet auf das, was auf uns zukommen kann?, sagt der ETH-Professor. Da landwirtschaftliche Nutzpflanzen und Waldb?ume besonders verletzlich sind, müsse sich die Land- und Forstwirtschaft gegen Klimarisiken wie ein h?herer Sch?dlingsdruck wappnen. Denn Landwirtschaft und Nutzpflanzen seien besonders anf?llig, betont Pellisier. ?Wir haben zwar probate Mittel gegen einheimische Sch?dlinge wie den Borkenk?fer. Aber wie wir mit einer Kirschessigfliege zurecht kommen k?nnen, müssen wir erst noch lernen.?

Sommerserie

Im Rahmen einer Serie pr?sentiert ETH-News w?hrend der Ferienzeit regelm?ssig Beitr?ge zu Forschung und Innovation, welche etwas mit der sch?nsten Zeit des Jahres zu tun haben.

Bisher erschienen:

11.07. Schwitzen für ein kühleres Singapur

18.07. Wissenschaftler für einen Tag

30.07. Kochen, auch wenn es windet

08.08. Den perfekten Schatten programmiert

17.08. Vom Kiefernzapfen zum adaptiven Schattenspender

20.08. Gletscher in Echtzeit beobachten

Mit dem heutigen Artikel wird die Serie abgeschlossen.

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