I GIS e to studio dei parassiti animali. Applicazioni nel

APPROFONDIMENTI
I GIS e to studio dei parassiti animali. Applicazioni
nel contesto agricolo e forestale
Carmelo Peter Bonsignore - Francesco Manti
University degli Studi Mediterranea di Reggio Calabria, OASI
Dipartimento di progettazione per la Citta, it Paesaggio ed it Territorio
Laboratorio di Entomologia ed Ecologia Applicata - Reggio Calabria
Introduzione
La conoscenza del territorio e dei criteri guida peril govern°
delle attivita in esso svolte sono stati ampiamente dibattuti
negli ultimi decenni. La complessa problematica e stata
studiata con metodi e approcci differenti a seconda delle
discipline coinvolte. A tal proposito i processi di analisi,
pianificazione e gestione territoriale hanno fatto largo
ricorso all'impiego delle tecnologie informatiche, che si
sono affermate attraverso un utilizzo sempre piu diffuso dei
GIS (Geographical Information System). L'innovazione
e destinata a trasformare la concezione dei processi di
conoscenza e di intervento territoriale sia in riferimento
all'evoluzione del concetto di cartografia tecnica e tematica,
ormai ideata e strutturata in chiave informatica e non solo
cartacea, sia in riferimento all'introduzione generalizzata
di metodi di valutazione delle risorse ambientali e
territoriali, basati su indicatori di tipo parametrico e
sulla sovrapposizione dei piani tematici realizzati.
Inoltre, lo strumento GIS assume una fondamentale
importanza nell'organizzazione e nella catalogazione
della memoria storica del territorio, aggiomabile con
(Bone et al., 2005). Gli stessi dati, possono essere inoltre
utilizzati per la conservazione e la protezione degli habitat
di specie animali e vegetali. Tutto cio e reso possibile dal
fatto che i sistemi GIS sono in grado di associare differenti
variabili territoriali (meteorologiche, vegetazionali, ecc.),
consentendo la creazione di semplici modelli predittivi di
specie animali e vegetali o malattie e fornendo indicazioni
su aree da proteggere per la salvaguardia della biodiversita.
(Mawdsley, 2001). Si aggiunga che l'informazione
geografica globale, distribuita su piattaforma Web
(Internet), ha sicuramente facilitato negli ultimi anni la
diffusione di questa tecnologia, oggi utilizzata anche su
una scala piu vasta con lo scambio di dati biogeografici
(Noonan, 1999). Peraltro, i sistemi informativi basati su
WebGIS riguardanti la prevision del periodo di presenza e
del livello di attacco nelle aree infestate sono gia disponibili
(Manti et al., 2010).
I GIS assumono quindi un ruolo sempre piu importante
come strumenti a supporto della gestione delle popolazioni
di insetti nocivi all' economia e alla salute umana (Liebhold
et al., 1993). 11 loro utilizzo rappresenta un fondamentale
continuity a costi relativamente contenuti. La tecnologia
GIS e it telerilevamento sono in forte espansione e
risultano entrambi determinanti nella fase di raccolta delle
informazioni. La quantity di dati geografici disponibile
in continuo aumento e 66 pone la necessity di individuare
valide strategie di condivisione e di trasferimento dei dati
ausilio specialmente nel caso di popolamenti di insetti
dannosi alle piante agricole e forestali, vista anche
e dei metodi di modifica ed elaborazione che adottino
protocolli standardizzati. Occorrono quindi opportuni
degli ambienti agricoli e forestali ha ricevuto un notevole
impulso grazie allo sviluppo e alla diffusione dei sistemi
informativi geografici che rendono possibile la gestione
strumenti di sintesi e d'interpretazione delle informazioni
l'importanza della gestione delle informazioni spazializzate
in ambienti di notevole estensione e spesso caratterizzati
da un'esposizione al rischio d'attacco fortemente
eterogeneo (Barry Lyons et al., 2002). Il monitoraggio
affinche it dato disponibile possa costituire un reale
arricchimento delle conoscenze da utilizzare per le diverse
e l'analisi di elevate quantity di dati sulla variazione
finality. La tecnologia GIS trova impiego anche nella
analisi e in grado di fornire importanti informazioni anche
nell' ambito dell'Integrated Pest Management (IPM) con la
realizzazione di mappe di distribuzione dei nemici naturali
(Park e Obrycki, 2004).
Gli aspetti biologici e fisici monitorati sono spesso
caratterizzati da una spiccata variability e da una marcata
eterogeneita spaziale che impongono un'organizzazione del
dato su base geografica. Questa caratteristica riveste una
considerevole importanza in quanto lo sviluppo e la messa
difesa delle piante dalle avversita biotiche. A tale proposito
sono presentati, di seguito, i fondamentali aspetti che la
relazionano con i parassiti animali delle piante coltivate e
di interesse forestale, integrando l'informazione con alcuni
brevi richiami su alcune esperienze maturate negli ultimi
anni in Calabria e Sicilia.
II GIS e i parassiti animali
I dati rilevati con campagne di telerilevamento condotte in
ambito forestale consentono di creare mappe di suscettibility
dell'infestazione di parassiti animali anche su vasta scala
spazio-temporale dell'abbondanza di popolazione. Tale
punto di procedure di campionamento georeferenziate
permette una migliore organizzazione delle
gestione delle infestazioni.
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3-2011
strategic di
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Interpolation Site B
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14101
703,231
Law- 4,10272
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0
Figura 1 - (a- b) Siti di formazione delle pupe delle larve di Traumatocampa pityocampa con bandierina identificativa di diverso
colore per evidenziare i punti esatti di sotterramento delle larve in relazione alla settimana di monitoraggio. (c) Mappa di
interpolazione degli sfarfallamenti degli adulti di T pityocampae (metodo kriging).
Figure 1 - (a- b) Pupation sites of Traumatocampa pityocampa larvae identified with flags of different colors to highlight the
exact points of larvae burial in relation to the week of monitoring. (c) Map of interpolation of the T pityocampae adults emerging
(kriging interpolation method).
In tale contests assume anche una fondamentale importanza
la geostatistica, una branca della statistica applicata the
si occupa dello studio dell'andamento di una variabile
nell'area-studio, attraverso la stima dei valori nei punti
non campionati e la rappresentazione grafica con mappe
di interpolazione. I metodi geostatistici possono essere uno
strumento efficace per comprendere multi fenomeni correlati
nello spazio, quali le caratteristiche di distribuzione delle
popolazioni di insetti, la loro attitudine alla dispersione,
gli spostamenti degli individui alla ricerca del cibo, la
capacita di movimento nell'ambiente. Essi sono in grado di
tenere conto dell' informazione fornita da trappole di varia
natura, da piante esca o da monitoraggi visivi e di guidare i
possibili interventi di gestione fitosanitaria.
La maggiore presenza di parassiti animali (mammiferi,
insetti, acari ecc.) in alcune aree pus determinare una
diversa efficacia degli interventi di lotta, generalmente
poco correlati con l'informazione sul dato spaziale. Gli
studi sulla distribuzione delle loro popolazioni sono oggi
comuni (Kelly e Tuxen, 2003; Wang et al., 2009; Salvadori
e Stergulc, 2009) anche se spesso ii monitoraggio e limitato
a brevi periodi di tempo e/o all'effetto del parassita sulla
coltura nello spazio.
La creazione di mappe di interpolazione a successivi
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intervalli di tempo rappresenta una nuova modality per
indagare la dinamica spazio-temporale della popolazione
di un fitofago. Il cambiamento della mappa denota
una variazione nella dinamica o della caratteristica di
distribuzione. Inoltre, l'applicazione dei sistemi GIS
rappresenta un importante strumento per comprendere la
diffusione delle specie invasive e per gestire gli eventuali
interventi di eradicazione (Vacante e Bonsignore, 2009).
Infine, l'applicazione di questi strumenti potrebbe
migliorare la gestione delle eventuali problematiche
connesse alla comparsa della resistenza nei fitofagi nelle
coltivazioni OGM (Carriere et al., 2004; Hommel, 2008) o
quelle relative alla gestione di ampie aree forestali (Bone
et al., 2007).
Applicazioni GIS nel contesto agroforestale
Applicazioni GIS per specie fitofaghe nocive alle piante
forestali e coltivate sono state effettuate nel corso degli
ultimi 5 anni in Sicilia e Calabria. In particolare, in Calabria
stata approfondita la conoscenza della distribuzione reale
e potenziale della Processionaria del pino, Traumatocampa
pityocampa (Den. e Shiff.), lepidottero defogliatore della
famiglia Thaumetopoeidae tipicamente infeudato a specie
del genere Pinus. A partire dall'anno 2002 la tecnologia
GIS e stata applicata nel territorio del Parco Nazionale
d'Aspromonte al fine di contribuire allo sviluppo, attraverso
l'utilizzo di tecniche e di modelli di interpolazione, di
mappe di distribuzione spaziale dell'insetto in grado di
tenere conto sia delle sue peculiarity ecologiche, sia di
quelle selvicolturali. Le spazializzazioni ottenute con
l'utilizzo delle tecniche di interpolazione si sotto rivelate
interessanti. Tutti i modelli utilizzati sono risultati utili
nel fornire informazioni sulla distribuzione spaziale della
specie, comunemente contraddistinta da elevate density
di attacco e responsabile di rilevanti danni a carico delle
pinete della Calabria. Nell'ultimo biennio, l'individuazione
dei siti di incrisalidamento e la loro mappatura ha fornito
risposte alle relazioni che it lepidottero contrae con i
fattori naturali di contenimento dello stadio di crisalide
(Fig. 1). Quanto emerso denota peraltro che i problemi
connessi con le pullulazioni del lepidottero devono
trovare soluzione all'interno di strategie di management
che intervengano a livello comprensoriale e in grado di
considerare l'eterogeneita distributiva dei patch (Vacante
simulazioni della dinamica della specie monitorata e lo
stato della risorsa vegetale su cui questa esplica la sua
attivita trofica, al fine di disporre di mappe di rischio di
infestazione; presupposto, quest'ultimo, necessario per
l'elaborazione di strumenti a supporto delle decisioni
per il management degli interventi di lotta.
In Calabria, la tecnologia GIS ha fornito fondamentali
informazioni sulla distribuzione della mortality di piante di
agrumi nella Piana di Gioa Tauro (RC) a seguito di attacchi di
arvicole (Microtus savii de Selys Longchamps). La dinamica
dell' andamento dei sintomi sulle piante e stata analizzata in
base ai sintomi rilevati nel campionamento sistematico in
date di monitoraggio regolarmente intervallate. Il sintomo
nella pianta, compreso tra 1 (pianta che non manifesta
sintomi) e 5 (pianta morta), ha permesso di definire delle
mappe in grado di fornire indicazioni sui periodi dell'anno
in cui si manifestano i sintomi dell'attacco e di individuare
le aree piu sensibili all'azione del microtide (Fig. 2). La
conoscenza dell'area di diffusione del microtide pith inoltre
favorire gli interventi di lotta, limitandoli all'area occupata
dal mammifero.
Nell'ultimo biennio le informazioni sul ritrovamento di
due specie invasive aliene in Calabria come il punteruolo
rosso della palma (Rhynchophorus ferrugineus Olivier)
(Fig. 3) e it cinipide galligeno del castagno (Dryocosmus
kuriphilus Yasumatsu) (Fig. 4) sono state gestite con la
tecnologia GIS. I monitoraggi eseguiti e le segnalazioni
raccolte hanno consentito la realizzazione nel tempo di
mappe di distribuzione delle due specie.
Il punteruolo rosso delle palme e un coleottero curculionide
presente in Calabria dal 2007 e segnalato nella provincia
di Reggio Calabria nel mese di Novembre del 2009. Net
periodo indicato e stata evidenziata una rapida diffusione
del fitofago, tuttora in corso nel territorio indicato. L'analisi
temporale dell'informazione geografica ha evidenziato
una chiara direzionalita (Sud-Ovest) della diffusione
dell'insetto verso Reggio Calabria, agevolata dalla
maggiore presenza della pianta ospite elettiva, la palma
delle Canarie (Phoenix canariensis Chabaud nell'area
costiera, assai comune nell'arredo urbano dei numerosi
paesi della fascia ionica. Le analisi effettuate evidenziano
una ridotta diffusione dell'insetto verso Nord, ostacolata
dalla rapida variazione altimetrica dell'area collinare
costiera circostante it massiccio dell'Aspromonte. I dati
et al., 2008), la loro quality e importanza, it grado di acquisiti sono basilari per la razionalizzare degli interventi
infestazione e l'impatto che questa esercita localmente e
globalmente sull'economia e sulla salute umana. A tale
scopo e stato sviluppato un approccio multidisciplinare, di
di lotta contro it fitofago.
Il cinipide galligeno del castagno e un imenottero
cui si riportano gli elementi qualificanti, fondamentalmente
finalizzato:
(i) a rappresentare graficamente la dinamica del lepidottero
a partire dai dati di un campionamento condotto su un
castagno (Graziosi e Santi, 2008). L' individuazione dei primi
focolai di attacco net comprensorio calabrese e avvenuta con
una certa rapidity a conferma della facility di diffusione del
vasto territorio per un periodo di 4 anni consecutivi,
prendendo in rassegna alcuni modelli matematici di
tipo geostatistico adatti alla rappresentazione spaziale
dei dati; l'analisi della validity dei vari modelli ha
permesso di adottare quello piu appropriato;
(ii) a procedere all ' integrazione tra conoscenze e
responsabile della formazione di galle sulla chioma del
fitofago. Nel caso specifico l'applicazione del GIS assume
un forte carattere di dinamicita, vista la notevole capacity
di diffusione della specie. Le informazioni georeferenziate
sono state in grado di segnalare la diffusione nel tempo
e nello spazio sia del punteruolo rosso sia del cinipide
del castagno in un ampio comprensorio della provincia
di Reggio Calabria. In accordo con quanto riportato da
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Crawford, 2008 per ogni singola specie al dato geografico
e stato associato un database che consente agli operatori di
migliorare la conoscenza sulla diffusione e sugli effetti di
futuri interventi di contenimento e/o di lotta.
In Sicilia occidentale la tecnologia e stata applicata nello
conservazione degli habitat. L'utilizzo dello strumento
come supporto tecnico in grado di fornire indicazioni
prunoidae (albicocco, ciliegio, pesco, ecc) nel territorio
sugli aspetti dell'ecologia dei parassiti animali in ambiente
coltivato, forestale e urbano, e di pin recente applicazione.
Per ciascun utilizzo diventa fondamentale it monitoraggio
del parassita animale e la conservazione dell'informazione
acquisita utile per facilitarne it contenimento. Questo
articolo esamina le potenziali aree di applicazione del GIS
della provincia di Caltanisetta. L' intervento e stato motivato
dal fatto che nonostante la specie sia nota da tempo e risulti
e ne valuta l'adattabilita per i diversi parassiti animali.
Sono riportati esempi di applicazioni che riguardano la
studio della dinamica di distribuzione degli adulti del
coleottero Buprestidae Capnodis tenebrionis (L.) su alcune
ampiamente diffusa nei frutteti dell'area mediterranea diffusione e la distribuzione di parassiti animali come insetti
ancora oggi it suo contenimento risulta difficile a causa (Capnodis tenebrionis L.) e (Traumatocampa pityocampa
delle modeste conoscenze sulla sua bio-ecologia. Lo Denis e Schiffermiiller), ma anche di mammiferi roditori
studio ha evidenziato le aree di maggiore presenza degli
adulti del coleottero all'interno del frutteto e nella pianta
nell'intero periodo di presenza dello stesso (Fig. 5). Questo
ha consentito agli operatori di ottimizzare gli eventuali
piani di monitoraggio e programmare gli interventi di lotta
contro questo stadio (Bonsignore et al. 2008).
(Microtus savii de Selys-Longchamps, 1838) nocivi agli
agrumi. Inoltre si evidenzia come le applicazioni GIS siano
in grado di fornire prontamente informazioni essenziali
di distribuzione e diffusione (direzione, area, interazione
con l'ambiente) di specie di recente introduzione come il
punteruolo delle palme e it cinipide del castagno nell'areale
calabrese.
Parole chiave: monitoraggio; parassita; Geographical
Information System
Conclusioni
Le tecniche di analisi spaziale dei dati, interfacciati a
sistemi basati su GIS, hanno introdotto nuove prospettive
per la gestione del monitoraggio degli insetti, nonche
Summary
per la progettazione di sistemi di management delle loro The GIS and the study of animal pests. Applications in
popolazioni. Lo sviluppo di modelli matematici e statistici agricultural and forestry context.
finalizzati alla valutazione comparativa di strategie di Information technologies have emerged in the analysis,
intervento e all'elaborazione di futuri scenari di infestazione planning and landscape management through the
sono it presupposto per la creazione di Sistemi di Supporto
Decisionale (DSS).
Attraverso questi strumenti e possibile valutare gli effetti
dell'eterogeneita degli agroecosistemi sulla dinamica
di popolazione dei parassiti e sulla loro dispersione; la
selezione dell'habitat rappresenterebbe un punto di sicuro
interesse nello studio ecologico finalizzato alla gestione di
un parassita (Carriere et al. 2006).
Le possibility future di elaborare una "carta fitosanitaria"
potranno consentire l'individuazione delle tendenze e delle
increasing use of GIS (Geographical Information System).
The application of GIS covers various fields of research
and land management, often related to the management and
habitat conservation. More recent is the use of the tool as
a technical support to provide information on animal pest
ecology in agriculture, forestry and urban environments.
The monitoring of the pest animal and the storage of the
information obtained for each use becomes essential in
order to facilitate testing. This article examines the potential
application areas of GIS and assesses their suitability for
trasformazioni da favorire anche attraverso un'attenta
different pests. There are examples of applications that deal
programmazione
with the spread and distribution of pests such as insects
degli interventi selvicolturali
e
di
pianificazione e contenimento in agricoltura. Tutto cio (Capnodis tenebrionis L.) and (Traumatocampa pityocampa
fornira, ai tecnici degli enti territoriali e ai gestori di aree Denis and Schiffermiiller), and also mammal rodents
boschive e coltivate, le conoscenze necessarie per prevenire (Microtus savii de Selys-Longchamps, 1838) harmful to
citrus orchards. It also highlights how GIS applications
focolai di infestazione e regolare gli interventi di lotta.
In questo senso le mappe di rischio possono costituire un are able to provide rapid distribution and dissemination of
valido supporto per la razionalizzazione degli interventi di
lotta ai fini del miglioramento della gestione multifunzionale
dell' ambiente.
essential information (direction, area, interaction with the
environment) about of the newly introduced species like the
Red Palm Weevil and the Chestnut gall wasp in Calabrian
areas.
Key words: monitoring; pest; Geographical Information
Riassunto
Le tecnologie informatiche si sono ormai affermate nei
processi di analisi, pianificazione e gestione territoriale
attraverso l'utilizzo sempre pia diffuso dei GIS
(Geographical Information System). L'applicazione del
GIS riguarda le diverse tematiche di ricerca e di gestione
del territorio, frequentemente relazionate alla gestione e
System
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IPW -400120M
LWmtl
10W July 2005
1DW October 2005
Figura 4 - Mappa di distribuzione e rischio del cinipide
galligeno del castagno Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu,
1951 in boschi di castagno nella fascia tirrenica della Provincia
di Reggio Calabria.
Figure 4 - Distribution and risk map of the oriental chestnut
gall wasp Dryocosmus kuriphilus in the chestnut forests coast
of Tyrrhenian of the Province of Reggio Calabria.
Figura 2 - Distribuzione spaziale di adulti Capnodis tenebrionis
in un impianto di albicocco (interpolazione con it metodo
IDW).
Figure 2 - Spatial distribution of Capnodis tenebrionis adult in
an apricot orchard (IDW interpolation method).
tree distribution of Capnodis tenebrionis (Linnaeus,1767)
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Figure 3 - Location map of Phoenix canariensis palms attacked
by the red weevil Rhynchophorus ferrugineus in Melito Porto
Salvo (RC) area. The dates of the discovery of the insect are
highlighted.
Plant Industry.
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un agrumeto attaccate da arvicole Microtus savii de Selys
Longchamps. I valori (1- 5) indicano la gradualita del sintomo
con 5 corrispondente alle piante morte.
Figure 5 - Dynamics of the symptoms of a citrus plants attacked
by voles Microtus savii de Selys Longchamps. The values (1-5)
show the gradation of the symptom with 5 corresponding to the
dead plants.
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