Ny forskning peger på, hvilke af verdens træer der er klimaparate

Botanikere fra Trinity College Dublin har opdaget, at "penny-pinching" stedsegrønne arter som julefavoritter, kristtorn og efeu, er mere klimaparate over for opvarmende temperaturer end løvfældende "storforbrugende" vandforbrugere som birk og eg. Som sådan, de er mere tilbøjelige til at trives i den nærmeste fremtid - med dette mønster indstillet til at kunne mærkes stærkere i køligere klimaer, såsom Irlands.

Teori forudsiger, at stigende global kuldioxid (CO ₂ ) koncentrationer i vores atmosfære vil få verdens træer til at vokse på en mere vandeffektiv måde, men indtil nu, få undersøgelser har testet disse forudsigelser. Trinity-holdets forskning viser, at atmosfærisk CO ₂ stigningen over de sidste 25 år har allerede haft en påviselig indvirkning på skovenes vandforbrug, gør dem mere vandkloge. Imidlertid, ikke alle træarter opfører sig på samme måde.

Professor i botanik ved Trinity, Jennifer McElwain, ledet den forskning, der netop er blevet publiceret i førende internationalt tidsskrift, Videnskab fremskridt . Bladets hovedforfatter, en forskningsstipendiat i botanik ved Trinity, Dr. Wuu Kuang Soh, sagde:

"Bemærkelsesværdigt, vi fandt det med stigende CO ₂ , stedsegrønne træer og buske er mere effektive til at bruge vand end løvfældende planter på steder med køligere klima, men der er ingen beviser for et sådant mønster i dele af verden med varmere klimaer."

"Ud over at give en frisk indsigt giver vores resultater os mulighed for at komme med nogle konkrete forudsigelser om, hvordan fremtidige ændringer af vores atmosfære og klima vil påvirke verdens skove. Vores resultater tyder på, at stedsegrønne træer og buske vil gavne mere end løvfældende planter i en højere CO2 ₂ fremtid, især i dele af kloden, der generelt har køligere klimaer, som Irland og i andre lande på de tempererede breddegrader."

Gartnere er godt klar over, at vand er en værdifuld handelsvare for alle planter. Vand er afgørende for sund vækst og udvikling, og planterne vil snart tørre ud og dø uden det. I naturen dog hvor planter ikke modtager daglig vand fra en omsorgsfuld gartner, arter konkurrerer om det og alle andre væsentlige ressourcer som lys, næringsstoffer og plads.

Holdets resultater tyder derfor på, at de stedsegrønne træarter - fordi de er mere vandkloge - vil have en klar økologisk fordel i forhold til deres løvfældende naboer, hvis atmosfærisk CO2 ₂ koncentrationerne fortsætter med at stige. I tider med vandknaphed – såsom i tørkeperioder, der er stigende i hyppighed og varighed på grund af klimaændringer – burde denne forudsagte fordel være endnu større.

Denne nyligt opdagede virkning af de seneste globale klimaændringer på stedsegrønne og løvfældende planter bliver mere tydelig, når vi rejser fra de varmere til de køligere zoner på planeten.

For at afdække denne tendens, holdet gik i gang med et femårigt forskningsprogram finansieret af Science Foundation Ireland. Holdet analyserede museumsblade indsamlet i slutningen af ​​1980'erne og sammenlignede dem med blade fra den samme art indsamlet 25 til 30 år senere fra de samme geografiske steder.

Derudover holdet gennemførte feltarbejde ekspeditioner for at udforske træer og buske fra Fijis varme tropiske og ørkenlandskaber, Puerto Rico og Arizona til Alaskas kolde tempererede og boreale skove. Dette betød, at de kunne spore træagtige planters reaktioner på menneskeskabte klimaændringer over tid (30 år) og på tværs af rummet.

Opdagelsen har en bredere betydning, da resultaterne nu kan bruges til at indgå i klimamodeller, der så meget som muligt afspejler situationen for reelle planter og vegetationers reaktioner på klimaændringer på jorden.

Professor McElwain sagde:"For køligere klimaer som Irlands bør vi virkelig se på, hvor stigende CO ₂ påvirker vores skovøkosystemer i sammenhæng med stedsegrønne og løvfældende trætyper. For eksempel, stedsegrønne klatrere som vedbend, og træer som Holly - to af vores ikoniske juleplanter - kan udkonkurrere løvfældende træer som birk og eg, hvis vand bliver en endnu mere værdifuld udvej i fremtiden. Det er måske noget, fremtidige gartnere, skovbrugere og bylandskabsarkitekter bør overveje."

Dr. Wuu Kuang Soh, tilføjede:"Årsagen til de påviste forskelle i de stedsegrønne og løvfældende planters reaktioner på klimaændringer ligger i deres bladtekstur. Bladene på stedsegrønne planter er generelt tykkere og mere robuste end løvfældende planter i køligere klimaer, mens de for det meste er ens i tekstur mellem de to grupper i de varmere klimaer."

"Fordi bladtekstur påvirker planternes følsomhed over for stigende CO ₂ og fordi de stedsegrønne og løvfældende blade er et vigtigt kendetegn, der definerer skovtypen, deres differentielle adfærd i forhold til stigende CO ₂ vil have en dybtgående indvirkning på jordens kulstof- og vandkredsløb i dag og i den meget nære fremtid."

En måde at teste forudsigelsen om, at stedsegrønne træarter kan have en konkurrencefordel i fremtiden, er at se tilbage gennem geologisk historie på tidspunkter, hvor CO ₂ koncentrationen i atmosfæren var meget højere, end den er i dag.

For 50 millioner år siden, i eocæn, palæo-botanikere udgravede langt flere stedsegrønne blade end løvfældende blade, især i store dele af det gamle Europa. Det har indtil nu undret videnskabsfolk, hvorfor det var tilfældet. Men, baseret på de nye resultater, holdet mener, at vi nu kan konkludere, at der var flere stedsegrønne arter i jordens varmere fortid, fordi stedsegrønne er mere vandkloge i høj CO ₂ betingelser.

Det næste skridt er at studere disse mønstre på artsniveau, da botanikerne ønsker at bruge deres utrolige 30-årige datasæt til at identificere de mest klimaklare træer til fremtidige skove.