Zmiany klimatu mogą hamować wzrost drzew

Co ważne, częstsza produkcja nasion nie przekłada się na większą liczbę siewek, gdyż buki nie kwitną już tak synchronicznie, zapylanie staje się mniej efektywne, a większy odsetek nasion jest zjadany przez owady czy gryzonie. Dlatego liczba młodych siewek spada, co zmniejsza szanse na przetrwanie gatunku w przyszłości, podkreślają autorzy pracy.

Badania międzynarodowego zespołu nad bukami (Fagus sylvatica) w Anglii trwają od ponad czterech dekad. W tym okresie naukowcy skrupulatnie liczyli nasiona produkowane przez drzewa. W 2022 r. pobrali tzw. "rdzenie" z pni 57 drzew i przeanalizowali szerokość słojów, aby sprawdzić, jak zmieniał się roczny przyrost drewna w ostatnich 43 latach.

Okazało się, że w badanych populacjach zmiany w produkcji nasion spowodowały widoczny spadek przyrostu drewna buków. Co ważne, w rejonie Anglii, skąd pochodziły zebrane dane, nie odnotowano w tym samym czasie istotnego trendu nasilania się letnich susz. Oznacza to, że w miejscu prowadzenia badań nie zmieniły się dramatycznie warunki hydrologiczne, a mimo to buki rosną coraz wolniej.

Zdaniem naukowców czynnikiem, który odpowiada za spowolnienie wzrostu drzew, jest zmiana częstości produkcji nasion w odpowiedzi na rosnące temperatury latem.

"To zupełnie nowy mechanizm, przez który zmiany klimatu mogą hamować wzrost drzew. Wcześniej naukowcy skupiali się głównie na bezpośrednich skutkach susz czy upałów, a tymczasem bardziej regularne kwitnienie i owocowanie odbiera drzewom część zasobów potrzebnych do wzrostu" – skomentował cytowany w informacji prasowej przesłanej PAP współautor badania, prof. Michał Bogdziewicz z Centrum Biologii Lasu Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.

Buki, podobnie jak wiele innych gatunków drzew, rozmnażają się przez tzw. "lata nasienne", tj. okresy, w których masowo, w skoordynowany sposób wytwarzają tysiące nasion. Są one przeplatane latami z niemal zerową ich produkcją, kiedy drzewa zwykle oszczędzają energię. Ta strategia ma im zapewnić sukces zapylania i ograniczyć straty spowodowane zjadaniem nasion przez zwierzęta.

Jednak z danych zbieranych przez autorów pracy wynika, że wraz z ociepleniem klimatu buki zaczęły zmieniać rytm swoich lat nasiennych. "Nasze analizy pokazują, że w Anglii po 2005 roku buki coraz częściej wytwarzały nasiona, ale jednocześnie lata nasienne nie były już ani tak płodne, ani tak skoordynowane w skali populacji" – podkreślił dr Andrew Hacket-Pain z Uniwersytetu w Liverpoolu, jeden z autorów publikacji. Badacze określają to zjawisko jako załamanie się lat nasiennych".

Jak przypominają, intensywne kwitnienie i zawiązywanie nasion wymaga dużych nakładów energii. Można to zaobserwować na przykładzie uprawianych w ogródku pomidorach – gdy mają za wiele owoców, wzrost i kondycja krzaczków mogą ucierpieć. W przypadku drzew procesy te rozciągają się na lata. Z pomiarów słojów buków wynika, że bardziej regularna produkcja nasion wiązała się z jednoczesnym spadkiem rocznych przyrostów drewna średnio aż o 28 proc. - z 1,6 mm do ok. 1,16 mm w ciągu czterech dekad.

Zdaniem badaczy zjawisko to jest niepokojące, ponieważ inwestowanie w nasiona ogranicza wzrost drzew, a jednocześnie nie przekłada się na wzrost liczby siewek. Jest to spowodowane tym, że buki nie kwitną już tak synchronicznie, zapylanie staje się mniej efektywne, a konsumenci nasion (czyli np. owady czy gryzonie) mając więcej lat z umiarkowaną liczbą nasion do zjedzenia, zjadają ich większy odsetek. Efektem jest mniejsza liczba młodych siewek, a co za tym idzie ograniczenie szans na regenerację i przetrwanie gatunku w przyszłości.

"Mamy tu niepokojącą kombinację czynników, taką +perfekcyjną burzę+. Częstsza liczba lat, gdy buki produkują nasiona wyczerpuje zasoby drzew, a jednocześnie nie przekłada się na więcej siewek, bo nasiona są zjadane, albo nie dochodzi do skutecznego zapylenia" – skomentował biorący udział w badaniach dr Jakub Szymkowiak z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza, współautor pracy.

Co więcej, przyrost roczny pnia to nie tylko miara wzrostu drzewa, ale także wskaźnik jego kondycji. Wolniejszy wzrost może oznaczać większą podatność na choroby czy susze, a ostatecznie może nawet prowadzić do wzrostu śmiertelności drzew w obliczu dalszego ocieplania się klimatu - ocenili naukowcy.

Zaznaczyli, że buki są jednym z najważniejszych gatunków drzew w Europie, a ich kondycja znacząco wpływa na bilans węgla i różnorodność biologiczną naszych lasów. Tymczasem, procesy zaobserwowane w Anglii mogą mieć miejsce także w innych rejonach Europy.

"Lata są coraz cieplejsze, więc podobny +rozpad lat nasiennych+ można zaobserwować w wielu populacjach, w tym polskich" – zwrócił uwagę autor badań dr Maciej Barczyk z Centrum Biologii Lasu UAM. Jak dodał, wyniki najnowszych badań pokazują, że klimat może oddziaływać na lasy w sposób bardziej subtelny, niż skrajne zjawiska pogodowe (gwałtowne susze, ekstremalne upały), tj. poprzez zmiany w strategiach reprodukcyjnych drzew.

"To ważne ostrzeżenie, że w dobie gwałtownego ocieplenia klimatu nie wolno nam zapominać o długofalowych, pośrednich skutkach tych zmian. Podobne zależności mogą zachodzić u wielu innych gatunków, a ich poznanie jest kluczowe, jeśli chcemy skutecznie chronić bioróżnorodność i usługi ekosystemowe lasów" – podsumował dr Szymkowiak.

Badania są finansowane przez Narodowe Centrum Nauki. (PAP)

jjj/ zan/