Suše mogu biti dobre za određeno drveće. Suprotno očekivanjima, ponekad rekordna suša može povećati rast drveća. Zašto i gde se to dešava je tema novog rada u Global Change Biology.
Tim naučnika predvođen Džoan Dadni sa UC Santa Barbara ispitao je reakciju na sušu ugroženog bora bele kore tokom prošlog veka. Otkrili su da u hladnim, surovim okruženjima — često na velikim nadmorskim visinama i geografskim širinama — suša zapravo može da koristi drveću produženjem sezone rasta. Ovo istraživanje pruža uvid u to gde će pretnje od ekstremne suše biti najveće i kako će različite vrste i ekosistemi reagovati na klimatske promene.
Mnogi faktori mogu ograničiti rast drveća, uključujući temperaturu, sunčevu svetlost i dostupnost vode i hranljivih materija. Granica između energetski ograničenih i vodenih sistema se pokazuje posebno značajnim. Drveće koje pokušava da raste na preterano niskim temperaturama – često energetski ograničenim sistemima – može se smrznuti do smrti. S druge strane, premalo vode takođe može ubiti drvo, posebno u sistemima sa ograničenom količinom vode. Tokom vremena, mnoge vrste drveća su se prilagodile ovim ekstremnim uslovima, a njihovi odgovori su uglavnom slični. Često smanjuju aktivnosti vezane za rast, uključujući fotosintezu i unos hranljivih materija, kako bi se zaštitili dok se vreme ne poboljša.
„Interesantno je da prelazak sa rasta koji je ograničen na energiju na vodu može proizvesti veoma neočekivane odgovore“, objasnio je Dudni, docent na Bren School of Environmental Science & Management i Programu za studije životne sredine. „U hladnim okruženjima sa ograničenom energijom, ekstremna suša može zapravo povećati rast i produktivnost, čak i u Kaliforniji.“
Dudni i njene kolege izvukle su 800 jezgara drveća iz bora bele kore širom Sijera Nevade, upoređujući prstenove drveća sa istorijskim zapisima o klimatskim uslovima. Ovi klimatski podaci obuhvatali su period od 1900. do 2018. i uključivali su tri ekstremne suše: 1959–61, 1976–77 i 2012–15. Zabilježili su gdje su rast drveća i temperatura pokazali pozitivnu vezu, a gdje je negativan.
Autori su otkrili naglašeno pomeranje rasta tokom suše kada je prosečna maksimalna temperatura bila otprilike 8,4° Celzijusa (47,1° Farenhajta) između oktobra i maja. Iznad ovog praga, ekstremna suša je smanjila rast i fotosintezu. Ispod ove temperature, drveće je više raslo kao odgovor na sušu.
„U osnovi je ‘Koliko je duga sezona rasta?’, rekao je Dudni. Hladnije zime i veći sneg često dovode do kraćih sezona rasta koje ograničavaju rast drveća. Čak i tokom ekstremne suše, mnoga stabla koja rastu u ovim ekstremnim sredinama nisu iskusila veliki stres vode. Ovo je iznenadilo tim naučnika, od kojih su mnogi primetili i izmerili smrtnost stabala bez presedana koja se dogodila na nešto nižim nadmorskim visinama u Sijera Nevadi.
Dudni je bio radoznao da li suša utiče na rast samo glavnog stabla ili celog drveta. Bez više podataka, trendovi koje su videli mogli bi biti rezultat različitih procesa koji različito reaguju na sušu, objasnila je ona. Na sreću, bor bele kore zadržava svoje iglice otprilike osam godina. Ovo je pružilo dodatne podatke koji bi mogli da odgovore na ovo pitanje.
Istraživači su svoju pažnju preusmerili sa dendrologije na hemiju. Atomi istog elementa mogu imati različite težine, ili izotope, zahvaljujući broju neutrona koje sadrže. Nekoliko aspekata metabolizma biljke može uticati na relativnu količinu (teškog) ugljenika-13 i (lakog) ugljenika-12 u tkivima kao što su njihovo lišće i iglice. Ove promene daju grubi vodič za količinu vodenog stresa koje je drvo moglo iskusiti tokom suše. Ovo je bila blagodat za istraživače, jer su izotopski podaci iz borovih iglica obuhvatali sušne i godine bez suše.
Analizom rasta iglica, izotopa ugljenika i azota otkriveno je da je na celo drvo uticao prag između sistema sa ograničenom vodom i energijom. Rast debla, rast iglica, fotosinteza i kruženje hranljivih materija reagovali su u suprotnim smerovima na sušu iznad i ispod praga između sistema sa ograničenom energijom i vodom.
Budućnost bora bele kore je veoma neizvesna. Vrsta — nedavno navedena kao ugrožena prema Zakonu o ugroženim vrstama — suočava se sa mnogim pretnjama, uključujući bolesti, zarazu borovim bubama i uticaje izmenjenih režima požara. Iz ovog istraživanja je jasno da će suša i zagrevanje verovatno pogoršati ove pretnje u regionima sa ograničenom količinom vode, ali zagrevanje može biti korisno za rast u okruženjima sa ograničenom energijom.
„Ovo istraživanje može pomoći u razvoju ciljanijih strategija očuvanja“, rekao je Dudnei, „kako bi se pomoglo u obnavljanju ove istorijski rasprostranjene vrste drveća.“ Zaista, raspon bora obuhvata raznolik region, koji se proteže od Kalifornije do Britanske Kolumbije, i istočno do Vajominga.
Nalazi takođe imaju implikacije šire. Otprilike 21% šuma smatra se energetski ograničenim, a još veći procenat se može klasifikovati kao vodno ograničen. Dakle, prelaze između ova dva klimatska režima verovatno se dešavaju širom sveta. Štaviše, izgleda da tranzicija utiče na kruženje azota. Činilo se da se drveće u sredinama sa ograničenom količinom vode manje oslanja na simbiotske gljive za azot, što je ključno za rast drveća u surovim, energetski ograničenim okruženjima.
„Suše dovode do široko rasprostranjene smrtnosti drveća širom sveta“, rekao je Dadni, „što može da ubrza globalno zagrevanje.
Dešifrovanje mnogih načina na koje drveće reaguje na sušu će nam pomoći da bolje predvidimo gde su ekosistemi ranjivi na klimatske promene i kako da razvijemo ciljanije strategije za zaštitu naših šuma.
