Hvordan vores skove tilpasser sig klimaændringerne

Hvordan tilpasser træerne sig til virkningerne af den globale opvarmning? EPFL -forskere har undersøgt, hvordan bøge- og grantræer - to af de mest almindelige plantearter i Europa - reagerer på skiftende temperaturer. Og de opdagede, at mængden af ​​fugt i luften spiller en afgørende rolle.

Stigende temperaturer, stadigt mere nedbør og længere perioder med tørke er nogle af de kendte virkninger af klimaændringer. Men hvordan reagerer træer på dem? At finde ud af, et team af forskere fra EPFL og det schweiziske føderale institut for skov, Sne- og landskabsforskning (WSL) undersøgte to af de mest almindelige plantearter, der findes i Schweiz og resten af ​​Europa:bøge og grantræer. Studiet, som for nylig blev offentliggjort i Global ændringsbiologi , afslørede, at hver art reagerer forskelligt, med mængden af ​​fugt i luften, der spiller en større rolle, end man tidligere troede.

"For at finde ud af, hvordan skove kan se ud i fremtiden, vi er nødt til at forstå, hvordan hver planteart vil reagere på klimaændringer, "forklarer Constant Signarbieux, videnskabsmanden, der har ansvaret for undersøgelsen, som blev udført på EPFL's Ecological Systems Laboratory (ECOS).

Forskerne observerede fem-til-syv-årige unger af de to arter i fire år, fra 2012 til 2015. Frøplanterne blev indsamlet ved Col du Marchairuz i Jura -bjergene i de koldere måneder, og derefter genplantet tre steder i forskellige højder:i den lille landsby St-Georges (ved 1, 010 meter), i Vallon Arboretum i Aubonne (på 570 meter), og på grunden til den EPFL-drevne Fondation des Bois Chamblard ved bredden af ​​Genevesøen (395 meter). En fjerde gruppe af frøplanter blev holdt i sin oprindelige højde på 1, 350 meter og bruges som kontrolgruppe.

"Transplantation af disse unge træer i lavere højder betød, at vi kunne simulere virkningen af ​​en gennemsnitlig temperaturstigning på mellem 1 og 6 ° C, i overensstemmelse med det, der forventes at ske mellem nu og 2100 baseret på en række klimaforandringsscenarier, "forklarer Signarbieux.

At bøg eller ikke at bøg?

Ved regelmæssigt at måle hvert træs stamme og fire hovedgrene, forskerne var i stand til at estimere træernes biomasse. De bemærkede, at temperaturstigningen forlængede vækstsæsonen - perioden fra de første nye blade eller nåle dukker op om foråret, til de bliver gule om efteråret - på samme måde for hver art. Imidlertid, de to arter viste meget forskellig biomassevækst. Bøgetræerne klarede sig godt fra de stigende temperaturer, blomstrer hurtigt og bliver lettere akklimatiseret til de varmere temperaturer end grantræerne. "Graner er en mere konservativ art og tilpasser sig måske langsommere, "siger forskeren." Dette kan have en umiddelbar indvirkning på vores skove, da bøgetræer mere sandsynligt vil være fremherskende fremover. "

Forskerne stoppede ikke der. De ville lære mere om, hvorfor de to arter voksede i forskellige hastigheder - og årsagen kom som en ganske overraskelse. Deres analyser afslørede, at det ikke havde noget at gøre med hverken fotosyntese eller mængden af ​​vand i jorden. I stedet, det var helt ned til damptryksunderskuddet (VPD)-forskellen mellem mængden af ​​fugt i luften og den maksimale mængde fugt, luften potentielt kan holde ved en given temperatur. Dette giver en indikation af, hvor tør luften er, og hvor meget pres anlæggets vandsystem er under.

Det handler om sugning

En plantes blade indeholder mikroskopiske porer, kaldet stomata, som regulerer hvordan gasser bevæger sig mellem bladene og atmosfæren. "Planter bruger disse stomata til at absorbere CO2 fra luften gennem diffusion, "forklarer Signarbieux." Når porerne åbnes for at slippe gassen ind, vand slipper ud af bladene på samme tid. Denne proces er kendt som transpiration og opstår, fordi der altid er mere fugt i planten end i luften. Det er det, der skaber suget, der trækker vand og saft fra jorden gennem rødderne, op på stilken og ind i bladene. "

Jo mere tør luften er, jo højere VPD og jo større sugeeffekt vil være. Når der er flere på hinanden følgende dage med en høj VPD - en stadig mere regelmæssig forekomst på grund af klimaændringer - udsættes planter for stigende belastning. Men forskellige planter reagerer på forskellige måder, som vist af de to undersøgte arter. Selv før der ikke er vand tilbage i jorden, grantræer lukker deres stomata for at forhindre mere hydrisk stress. Bøgetræer, imidlertid, er mere tolerante over for denne form for stress og venter længere, før de lukker deres stomi, hvilket gør dem i stand til at fortsætte med at absorbere CO2 og derfor fortsætte med at vokse. Dette giver dem en konkurrencefordel i forhold til granerne.

I fortiden, gennemsnitlige sæsonmæssige eller årlige temperaturer og nedbør blev brugt til at analysere planternes reaktioner på deres miljø. Men disse faktorer alene forklarer ikke, hvorfor bøgetræ og grantræer vokser med så forskellige hastigheder. Hvad der gør denne undersøgelse virkelig original og banebrydende er, at forskerne tog hensyn til en anden variabel, der ofte overses:antallet af timer, hvor VPD var over et bestemt kritisk niveau, hvilket angiver, at anlægget oplevede usædvanligt tørre forhold. Biologerne har nu til hensigt at udvide deres forskning til andre arter, i håb om at skabe en grafisk fremstilling af, hvordan Europas skove vil se ud i fremtiden - og for at sikre, at de forvaltes og bruges bæredygtigt.