Wpływ globalnych zmian klimatycznych na funkcjonowanie europejskich drzewostanów sosny zwyczajnej

Geograficzne trendy zmienności cech funkcjonalnych sosny zwyczajnej w Europie w kontekście zmian klimatycznych i procesów ekologicznych

  • Kierownik projektu: prof. dr hab. Jacek Oleksyn, Instytut Dendrologii PAN w Kórniku
  • Tytuł projektu: Geograficzne trendy zmienności cech funkcjonalnych sosny zwyczajnej w Europie w kontekście zmian klimatycznych i procesów ekologicznych
  • Konkurs: MAESTRO 1, ogłoszony 15 czerwca 2011 r.
  • Panel: NZ9

Reakcje roślin na czynniki klimatyczne i środowiskowe mają istotne konsekwencje dla funkcjonowania ekosystemów leśnych na świecie. Ekologiczne skutki tego rodzaju oddziaływań u roślin są modulowane przez strukturalne, fizjologiczne i genetyczne mechanizmy regulujące. W projekcie weryfikujemy hipotezy dotyczące mechanizmów, poprzez które sosna zwyczajna (Pinus sylvestris L.) – główny gatunek lasotwórczy w Eurazji – reaguje na klimatyczne i środowiskowe zmiany w transkontynentalnym gradiencie (~3000 km północ-południe) w Europie.

rysunek 1

Głównym celem naszych badań jest określenie: (a) jakie jest zróżnicowanie strukturalnych, fizjologicznych, chemicznych, genetycznych i in. cech sosny w ww. gradiencie, (b) jakie czynniki kontrolują te różnice, (c) w jaki sposób kluczowa cecha, jaką jest długość utrzymywania igieł na drzewach (LL), zmieniła się w ciągu ostatnich 100 lat pod wpływem zmian klimatu, zwiększonego stężenia CO2 i dopływu azotu, (d) jakie są konsekwencje zmienności cech liści i korzeni dla roślin i zachowania się ekosystemów, oraz (e) jak globalne zmiany klimatyczne i geograficzne pochodzenie drzew wpływa na wzrost sosny zwyczajnej.

Cechy roślin, poprzez wpływ na obieg składników mineralnych, rozkład materii organicznej i produktywność drzewostanów, mają kluczowe znaczenie dla funkcjonowania całych ekosystemów. Jednakże wiedza na temat zależności drzewo-klimat w zmieniających się warunkach środowiska jest zaskakująco ograniczona, szczególnie w odniesieniu do reakcji i adaptacji gatunków drzew o rozległym zasięgu występowania.

rysunek 1

W naszych badaniach wykorzystujemy historyczne dane, które umożliwią określenie, jak LL zmieniła się w ostatnim stuleciu wraz ze zwiększeniem dopływu azotu, wzrostem stężenia atmosferycznego CO2 (od ~280 ppm w okresie przedindustrialnym do ~400 ppm obecnie) i ociepleniem klimatu na Ziemi (o przeszło 0.7 °C w ciągu ostatniego stulecia). Sprawdzamy też, czy zmiany w LL są większe na północy zasięgu sosny, w rejonach największych wzrostów temperatury i najściślejszej genetycznej kontroli procesów wzrostowych. Z tego powodu część badań wykonujemy na 51 powierzchniach w Skandynawii, gdzie na początku 20. wieku zebrano dane na temat LL i innych cech sosny. Powrót do wcześniej przebadanych miejsc stwarza unikalną możliwość ujawnienia zmian, które miały miejsce w ciągu ostatniego stulecia. Powierzchnie te, wraz z innymi lokalizacjami w Europie, będą też służyć jako punkt odniesienia dla przyszłych badań mających na celu określenie interakcji pomiędzy roślinami drzewiastymi i globalnymi zmianami klimatu.

rysunek 1

Prowadzone przez nas interdyscyplinarne badania stwarzają wyjątkową możliwość powiązania kluczowych cech roślin z czynnikami składającymi się na zmiany globalne, umożliwiając jednocześnie określenie wpływu tych zmian na istotne elementy ekosystemów, w tym produktywność roślin i chemizm gleby.

rysunek 1

Prof. dr hab. Jacek Oleksyn

Profesor w Instytucie Dendrologii PAN w Kórniku. Ukończył studia z zakresu leśnictwa (St. Petersburg, Rosja, 1976 r.), uzyskał doktorat z nauk przyrodniczych (Uniwersytet Śląski w Katowicach, 1982 r.), habilitację z nauk leśnych (Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, 1994 r.), profesurę z nauk biologicznych (Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, 2002 r.). Jego główne zainteresowania badawcze to funkcjonalna ekologia, ekofizjologia i biologia roślin. W latach 1988-2010 pracował na Uniwersytetach w Arizonie, Wisconsin-Madison i Minnesocie (St. Paul, USA). Jest laureatem Nagrody FNP w obszarze nauk przyrodniczych i medycznych (2008). Opublikował przeszło 100 prac indeksowanych przez Thomson Reuters cytowanych >5000 razy.