Fréttir

10.01.2016

Ólík viðbrögð trjátegunda við þurrkum

Furan dró úr vexti en öspin reyndi að vaxa áfram

  • Sólarlag í gulfuruskógi í Colorado. Vonast er til þess að sú þekking sem aflað var með þessum rannsóknum á nöturösp og gulfuru geti nýst til að bregðast sem best við breytingum á skóglendi vegna aukinna þurrka af völdum loftslagsbreytinga. Mynd: Leander Anderegg

Þegar kreppir að hjá okkur mannfólkinu er hætt við að við bregðumst við með ólíkum hætti. Sumir hafa tilhneigingu til að rifa seglin, hægja ferðina og bíða af sér vandræðin en aðrir harka af sér, halda sínu striki og vona það besta. Hvort skyldi nú vera affarasælla? Ný rannsókn sem gerð var við Washington-háskóla bendir til þess að líku sé farið með trjátegundir þegar hlýindi og þurrkar geisa. Viðbrögðin eru ólík frá einni tegund til annarrar.

Rannsakaðar voru tvær ólíkar trjátegundir í suðvestanverðu Colorado-ríki þar sem útbreiðslusvæði þessara tegunda skarast. Í ljós kom að viðbrögð tegundanna tveggja við óeðlilegum hita og þurrki voru mjög ólík. Önnur brást við með því að spara vatn og hætta að vaxa en hin leitaðist við að aðlaga starfsemi sína aðstæðum til að geta haldið áfram að nýta vatn og vaxa. Frá þessu er sagt á vefnum futurity.org sem er fréttavefur um rannsóknir við framúrskarandi háskólastofnanir. Rannsóknin var meistaraverkefni Leanders Andereggs, framhaldsnema í líffræði við Washington-háskóla og naut tilstyrks nokkurra sjóða.

Hvað verður um trén þegar þurrkar verða tíðari?

Loftslagið í vestanverðum Bandaríkjunum er að breytast. Þar hlýnar og úrkoma minnkar. Þetta er rakið til áhrifa mannsins á loftslag jarðarinnar. Niðurstöður vísindafólksins við Washington-háskóla gefa vísbendingu um við hverju megi búast hjá trjákenndum plöntum þegar þessi tvöfalda vá steðjar að, hlýrra veður og skortur á vætu.

Rannsóknarspurningin var sú hvort ólíkar trjátegundir brygðust með svipuðum hætti við þrálátum þurrkum og hvað þessi viðbrögð trjánna myndu þýða fyrir útbreiðslu viðkomandi tegundar á komandi tíð þegar veðurfar verður þurrara og hlýrra en venjan hefur verið. Tvær algengar trjátegundir í Colorado voru skoðaðar á bæði þurrviðrasömum og votviðrasömum stöðum á útbreiðslusvæðum sínum og borinn saman munur á vaxtarlagi, vaxtarþrótti og lífeðlisfræðilegum þáttum. Niðurstöður rannsóknanna voru birtar í tímaritinu Global Change Biology.

Janneke Hille Ris Lambers, líffræðiprófessor við Washington-háskóla, segir að rannsóknarhópurinn hafi viljað varpa sem bestu ljósi á þær ólíku aðferðir sem plöntur hafa til að bregðast við þurrara loftslagi og hverjar af þessum aðferðum mismunandi trjátegundir gripu til þegar þurrkar steðjuðu að.

Leander Anderegg tekur kjarnasýni úr gulfuru til að mæla vaxtarhraða hennar. Mynd: Leander Anderegg.

Ólík viðbrögð gulfuru og nöturaspar

Í neðanverðum hlíðum La Plata fjallanna í San Juan þjóðskógunum í Colorado hamlar hlýtt og þurrviðrasamt loftslag vexti og dregur úr lífslíkum trjáplantna. Þar vex gulfura (Pinus ponderosa) og þegar ofar dregur skarast hún við nöturösp (Populus tremuloides) sem vex hærra í fjöllunum. Sumarið 2014 söfnuðu rannsakendur laufi, greinum og árhringjasýnum af báðum tegundunum á þessum mörkum útbreiðslusvæða þeirra. Meiningin var að kanna hvernig tegundirnar hefðu brugðist við eða aðlagað sig aðstæðunum þar sem þurrkur og hlýindi eru ríkjandi. Mældur var  vaxtarhraði eða vaxtarþróttur, vatnsspenn í viðarvefjum trjánna ásamt fleiru.

Athuganirnar leiddu í ljós að þessar tvær trjátegundir bregðast við þurrkatíð með ólíkum hætti sem hefur áhrif á útbreiðslu þeirra og lífslíkur. Leander Anderegg segir að meðalhiti á þessu tiltekna svæði hafi hækkað um 0,8°C undanfarin 30 ár og nú sé búist við að miklir þurrkar verði æ algengari. Ofsaþurrkar sem áður fyrr komu ekki nema einu sinni á öld verði tíðari á komandi öldum.

Gulfuran brást við þurrkatíðinni með því að spara vatnið. Hún lokaði örsmáum loftaugunum á barrnálunum til að minnka vökvatap og hægði á vexti. Nöturöspin notaði aftur á móti tiltæk ráð til að halda áfram að vaxa, að því er virtist til að þrauka þurrkinn og sleppa við að spara vatnið.

Anderegg segir að á þurrasta hluta útbreiðslusvæðis nöturasparinnar séu trén tiltölulega lágvaxin en með mjög sver lauf og viðaræðarnar sem flytja vatnið um tréð mjög myndarlegar. Það gerir að verkum að trén eru mun þéttari í sér og vaxa líka hægar, segir hann.

Nöturöspin í San Juan þjóðskógunum í Colorado notar öll tiltæk ráð til að geta haldið áfram að vaxa þrátt fyrir þurrkatíð, myndar þykk lauf og sverar viðaræðar. Mynd: Leander Anderegg..

Nýtist til að spá fyrir um þróun skóglendis

Þessi ólíku viðbrögð tegundanna gætu ráðið miklu um hvernig útbreiðslusvæði þeirra dragast saman eftir því sem þurrkarnir sækja á. Sú aðferð nöturasparinnar að leitast við að vaxa áfram gerir hana mun viðkvæmari fyrir miklum eða þrálátum þurrkum, sérstaklega á láglendu svæðunum sem voru þurr fyrir. Anderegg telur að útbreiðslusvæði hennar gæti minnkað í skyndilegum stökkum með hlýnandi loftslagi líkt og gerðist í miklum þurrkum 2002 þegar fjöldi nöturaspa drapst á rannsóknarsvæðinu.

Sú aðferð gulasparinnar að „loka á vandann“ gæti hins vegar þýtt að útbreiðslusvæði hennar myndi minnka hægt og rólega frekar en í stökkum. Þessar ólíku aðferðir aðlögunar ráða miklu um hvernig skógarvistkerfin munu þróast á tímum loftslagsbreytinga. Rannsakendurnir mæla með því að gerðar verði rannsóknir á því á hvaða stigi tré eru viðkvæmust fyrir þurrkum til að betur megi sjá fyrir um þróun útbreiðslusvæða á hverjum stað. Slík þekking muni nýtast þeim sem hirða um og rækta skóga til að bregðast við breytingunum og kljást við þær.

„Ef við vitum hvernig skógurinn á eftir að breytast getum við vonandi gripið til ráða sem duga til að koma í veg fyrir að við missum út úr höndunum á okkur skógana sem okkur eru kærir og veita okkur margvísleg gæði eins og að hreinsa loft og vatn, hindra jarðvegsrof og viðhalda fjölbreytni í lífríkinu,“ segir Anderegg. Menn vilji geta dregið sem mest úr tjóni á þessum miklu sameiginlegu auðlindum sem skógarnir eru og koma í veg fyrir stórtjón af völdum loftslagsbreytinga.

Bakhjarlar þessara rannsókna voru The Charles Redd Center for Western Studies, Sigma Xi, the American Alpine Club, the National Science Foundation, og UW Biology Edwards Grant.

Íslenskur texti: Pétur Halldórsson
Myndir: Leander Anderegg




banner4