Ένα ελβετικό πείραμα σε δύο είδη δέντρων δείχνει ότι η υπερθέρμανση του πλανήτη μπορεί να οδηγήσει σε επιπλέον πρόσληψη άνθρακα σε ορισμένα δέντρα λόγω της παρατεταμένης καλλιεργητικής περιόδου. Αυτό το αποτέλεσμα μπορεί να αντισταθμίσει τη μειωμένη ανάπτυξη κατά τις ξηρές περιόδους.
Οι ερευνητές θεωρούν ότι η πρόσληψη άνθρακα πιθανότατα θα ενισχυθεί σε ορισμένα είδη, ιδιαίτερα, αν και οι ακριβείς μηχανισμοί που προκαλούν νωρίτερα εμφάνιση των φύλλων για πρώτη φορά και καθυστερημένη πτώση των φύλλων είναι άγνωστοι.
Η μειωμένη βροχόπτωση και η αύξηση της θερμοκρασίας που σχετίζονται με την κλιματική αλλαγή θα αποτελέσουν κρίσιμες πιέσεις για τα δέντρα λόγω των επιπτώσεών τους στην ανάπτυξη. Για παράδειγμα, τα θερμότερα καλοκαίρια μπορεί να προκαλέσουν τη γήρανση των φύλλων νωρίτερα το φθινόπωρο, εάν δεν χρειάζεται περαιτέρω φωτοσύνθεση και ανάπτυξη ή εάν η καλοκαιρινή ξηρασία έχει αποξηραμένα φύλλα.
Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές διερεύνησαν τις επιπτώσεις του ξηρού καιρού και των υψηλών θερμοκρασιών στο χρονικό διάστημα που ένα δέντρο είναι ενεργό και στην ικανότητά του να απορροφά άνθρακα. Μελέτησαν την ευρωπαϊκή οξιά (Fagus sylvatica) και την περονόσπορη (Quercus pubescens). Η βελανιδιά είναι γνωστό ότι είναι πιο ανεκτική σε χαμηλή υγρασία και θερμότητα, ενώ η ανάπτυξη εμποδίζεται στην οξιά σε θερμοκρασίες άνω των 40°C.
Σε ανοιχτούς θαλάμους, οι ερευνητές εξέθεσαν τα σπορόφυτα βελανιδιάς και οξιάς σε τέσσερις συνδυασμούς θερμότητας και χαμηλής υγρασίας του εδάφους για τέσσερα χρόνια. Στην κατάσταση ελέγχου, το έδαφος ήταν σε χωρητικότητα χωραφιού και η θερμοκρασία του αέρα ήταν περιβάλλοντος με μέσες ετήσιες θερμοκρασίες 11,6–16,5°C. Η θερμοκρασία του αέρα μέσα στην κατεργασία θέρμανσης διατηρήθηκε στους 5°C πάνω από τον έλεγχο. Η υγρασία του εδάφους στην επεξεργασία ξηρού εδάφους ήταν περίπου το ήμισυ του επιπέδου ελέγχου. Και οι δύο θεραπείες συνδυάστηκαν επίσης.
Η ανάπτυξη των φύλλων παρακολουθήθηκε την άνοιξη και η γήρανση των φύλλων από την 1η Σεπτεμβρίου. Το μήκος της καλλιεργητικής περιόδου υπολογίστηκε ως ο αριθμός των ημερών μεταξύ της εμφάνισης και της γήρανσης των φύλλων. Έγιναν και άλλες μετρήσεις για να επιτραπούν προσομοιώσεις φωτοσύνθεσης και πρόσληψης άνθρακα.
Η θέρμανση, ανεξάρτητα από την υγρασία του εδάφους, προκάλεσε την εμφάνιση των φύλλων νωρίτερα από τον έλεγχο και για τα δύο είδη – κατά περίπου πέντε ημέρες για την οξιά και δύο εβδομάδες για τη βελανιδιά. Ο χρόνος γήρανσης των φύλλων δεν επηρεάστηκε σημαντικά για κανένα από τα δύο είδη. Η μειωμένη υγρασία από μόνη της είχε μικρό αντίκτυπο στη φαινολογία και των δύο ειδών, αλλά αυτός ο παράγοντας προώθησε το εμφάνιση των φύλλων στη βελανιδιά κατά 4,9 ημέρες και παρατεταμένη γήρανση των φύλλων κατά 20 ημέρες.
Η «θερμαινόμενη» βελανιδιά παρουσίασε την υψηλότερη ετήσια πρόσληψη άνθρακα: 1760 γραμμάρια (g) ανά τετραγωνικό μέτρο επιφάνειας φύλλων. Στην ξηρή και ζεστή επεξεργασία, η υψηλότερη φωτοσυνθετική απόδοση αύξησε επίσης την ετήσια πρόσληψη άνθρακα της βελανιδιάς και αντιστάθμισε την καταπόνηση που προκαλείται από τη μειωμένη υγρασία. Η χαμηλότερη πρόσληψη άνθρακα στη βελανιδιά ήταν 1 359 – σε συνθήκες ξηρού εδάφους. Για την οξιά, η ετήσια πρόσληψη άνθρακα ήταν χαμηλότερη σε όλες τις επεξεργασίες σε σύγκριση με τον έλεγχο, ο οποίος έλαβε 637 g. Η χαμηλότερη πρόσληψη ήταν 467 g, στην κατεργασία θέρμανσης και ξηρού εδάφους.
Η παρατεταμένη καλλιεργητική περίοδος υπό τις συνθήκες θέρμανσης και θερμότητας/ξηρότητας οδήγησε σε κέρδη άνθρακα περίπου 4% και 8% στην οξιά και τη βελανιδιά, αντίστοιχα, πριν από την έναρξη της δραστηριότητας στα δέντρα ελέγχου. Κατά τη διάρκεια της ταυτόχρονης καλλιεργητικής περιόδου, η οξιά στη θερμή/ξηρή επεξεργασία προσέλαβε περίπου ένα τρίτο λιγότερο άνθρακα από τον έλεγχο. δρυς περίπου 12% λιγότερο.
Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η νωρίτερη παραγωγή νέων φύλλων που εμφανίζεται συχνά σε όλα τα κλαδιά ενός γυμνού δέντρου ή φυτού που προκαλείται από τη θέρμανση οδηγεί σε υψηλότερη δέσμευση άνθρακα ιδιαίτερα σε περονόσπορο, αντισταθμίζοντας τη μειωμένη φωτοσύνθεση κατά τη διάρκεια θερμών και ξηρών περιόδων. Οι ερευνητές σημειώνουν ότι αυτό το φαινόμενο εξαρτάται από το πλαίσιο και το είδος: έχει βρεθεί καθυστερημένη εκφύλιση σε ημίξηρα συστήματα που θερμαίνονται κατά 5°C. Ως εκ τούτου, τα εύκρατα οικοσυστήματα είναι πιο πιθανό να αποκτήσουν δυναμικό ανάπτυξης από την υπερθέρμανση.
Εν τω μεταξύ, οι διαφορετικές αντιδράσεις στην οξιά και τη βελανιδιά υποδεικνύουν διαφορετικές υποκείμενες διεργασίες που οδηγούν την εμφάνιση των φύλλων και τη γήρανση (π.χ. φωτοπερίοδος ή διάρκεια του φωτός της ημέρας). Η βελανιδιά είναι ένα είδος ανθεκτικό στην ξηρασία, αλλά ορισμένες μελέτες δείχνουν ότι η οξιά μπορεί να είναι λιγότερο ικανή να προσαρμοστεί στην υπερθέρμανση του πλανήτη.
Οι ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι οι αλλαγές στη φαινολογία των φυτών λόγω της υπερθέρμανσης του πλανήτη (δηλαδή νωρίτερη εμφάνιση των φύλλων) μπορεί να μετριάσουν την αρνητική επίδραση της ξηρασίας στην πρόσληψη άνθρακα. Ωστόσο, απαιτείται περισσότερη έρευνα για την επικύρωση των ευρημάτων - για παράδειγμα, εάν μπορούσαν να συλλεχθούν δεδομένα για την αντίδραση άλλων ειδών δέντρων, θα τροφοδοτούνταν με τη γνώση της ετήσιας δέσμευσης άνθρακα.
Επίσης, οι θεραπείες εφαρμόστηκαν για ολόκληρη την καλλιεργητική περίοδο, αλλά ο χρόνος της ξηρασίας ή της θέρμανσης θα μπορούσε να έχει διαφορετικά αποτελέσματα, λένε οι ερευνητές. Οι ερευνητές προσθέτουν ότι μια μεγαλύτερη καλλιεργητική περίοδος θα μπορούσε επίσης να καταστήσει τα δέντρα ευάλωτα σε άλλους στρεσογόνους παράγοντες που συνδέονται με το κλίμα, όπως ο παγετός και η ζημιά από φυτοφάγα ζώα.
Πηγή
Grossiord, C., Bachofen, C., Gisler, J., Mas, E., Vitasse, Y. and Didion‐Gency, M. (2022) Warming may extend tree growing seasons and compensate for reduced carbon uptake during dry periods. Journal of Ecology 110:1575–1589. Available from: https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/1365-2745.13892
Commentaires