W obliczu prognozowanego wzrostu temperatur – nawet o 5°C względem epoki przedindustrialnej – coraz większego znaczenia nabiera zrozumienie wpływu upałów i suszy na drzewa. Zespół naukowców ze Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research (WSL) oraz EPFL wykazał, że samo ocieplenie klimatu nie stanowi największego problemu dla drzew. Co więc jest dla nich największym zagrożeniem?
Czytaj więcej
Zmiany klimatu wpływają na zbiorowiska roślinne, powodując wymianę gatunków. Tempo tej wymiany powinno być zbliżone do tempa wzrostu temperatury. T...
„Oparzenia słoneczne” drzew
Badanie opublikowane w czasopiśmie naukowym „Proceedings of the National Academy of Sciences” oparto na kilkuletnim eksperymencie prowadzonym w Birmensdorf w Szwajcarii. Młode buki i dęby omszone przez ponad pięć lat rosły tam w specjalnych komorach, w których kontrolowano temperaturę i wilgotność gleby, symulując przyszłe warunki klimatyczne.
Jak wyjaśnia Alyssa Therese Kullberg – ekofizjolożka roślin z laboratorium EPFL-WSL – celem badania było porównanie reakcji gatunków na stres środowiskowy. „Chcieliśmy porównać strategię wykorzystania wody przez dąb omszony z bukiem, który jest bardziej wrażliwy na suszę, zwłaszcza we wczesnej fazie wzrostu” – wskazuje.
Istotne źródło stresu stanowią dla drzew zarówno wysokie temperatury, jak i susza. Eksperci wyjaśniają, że w normalnych warunkach liście chłodzą się poprzez transpirację – proces uwalniania wody przez aparaty szparkowe, przypominający pocenie się u ludzi. Problem pojawia się, gdy gleba jest sucha. W takiej sytuacji drzewa zamykają aparaty szparkowe, aby ograniczyć utratę wody. To jednak uniemożliwia chłodzenie liści, które zaczynają się przegrzewać i ulegają trwałym uszkodzeniom określanym jako „scorching”, czyli przypalenie.
Badacze odnotowali, że w bezpośrednim nasłonecznieniu temperatura powierzchni liści może osiągać nawet 40–45°C. „Możemy zaobserwować niewielkie oparzenia słoneczne liści i drobne uszkodzenia systemu fotosyntezy, ale zazwyczaj są one tymczasowe” – podkreśla Kullberg. Sytuacja zmienia się jednak diametralnie w warunkach suszy – brak wody uniemożliwia bowiem transpirację, co prowadzi do przegrzania i odwodnienia liści. W przypadku buków skutkuje to widocznymi brązowymi plamami martwej tkanki.
Czytaj więcej
Tonący brzytwy się chwyta – tak można podsumować pomysł wycinania drzew w lasach borealnych i spławiania ich do Oceanu Arktycznego. Operacja ta mia...
Dąb bardziej odporny na słońce niż buk. Zaskakujące wyniki badań
Badanie wykazało również istotne różnice między gatunkami drzew. Jak wskazują naukowcy, dęby omszone okazały się znacznie bardziej odporne na ekstremalne warunki niż np. buki. „Nie zaobserwowaliśmy dużych uszkodzeń liści dębu, mimo że jego marginesy bezpieczeństwa temperaturowego były przekraczane równie często jak w przypadku buków” – mówi Kullberg. Dodaje również, że choć oba gatunki osiągały krytyczne temperatury z podobną częstotliwością, to dąb lepiej tolerował trudne warunki. Jak przyznała ekspertka, było to zaskoczeniem dla badaczy.
Naukowcy zauważają, że ich eksperyment był pierwszym, który dostarczył dowodów na to, że przekroczenie tzw. marginesu bezpieczeństwa termicznego liści wiąże się z trwałymi uszkodzeniami drzew, szczególnie w warunkach suszy. „Dlatego jesteśmy naprawdę podekscytowani tym odkryciem” – zaznacza Kullberg.
Badacze zwracają uwagę, że wraz ze zmianami klimatu coraz częściej występują – nierzadko jednocześnie – fale upałów i susze. Nawet jeśli ilość opadów pozostanie na podobnym poziomie, wyższe temperatury zwiększą tempo parowania – cieplejsze powietrze może bowiem zatrzymać więcej wilgoci. Oznacza to szybsze wysychanie gleby i więcej problemów dla drzew, szczególnie tych bardziej wrażliwych. Eksperci wskazują tu na lata 2018 i 2022, kiedy w Szwajcarii – podczas letnich susz – na wielu stanowiskach odnotowano przypalenia liści buków rosnących na suchych glebach.
Eksperyment ma być kontynuowany przez kolejne dwa lata – pozwoli to naukowcom sprawdzić, czy drzewa, które wcześniej doświadczyły niedoboru wody, mogą lepiej przystosować się do trudnych warunków i wykazywać większą odporność na upał i suszę. Zdaniem badaczy ich praca ma kluczowe znaczenie dla przyszłego zarządzania lasami, które będzie musiało uwzględniać rosnące ryzyko jednoczesnego występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych.
