Połączenie technik oceny anatomii drewna poprawia modelowanie sekwestracji dwutlenku węgla
Lasy pomagają regulować stężenia gazów w powietrzu, wpływając tym samym na klimat Ziemi. Zdolność ta opiera się na procesie nazywanym sekwestracją dwutlenku węgla. Polega on na tym, że lasy pochłaniają atmosferyczny dwutlenek węgla w ramach fotosyntezy, a następnie magazynują go w drewnie. Dotychczasowe modele sekwestracji dwutlenku węgla zakładały, że ilość wiązanego gazu jest wprost proporcjonalna do tempa fotosyntezy. Najnowsze ustalenia sugerują, że w pewnych warunkach środowiskowych drzewo może przeprowadzać fotosyntezę, a przy tym nie rosnąć lub rosnąć bardzo wolno. Wielkość przyrostu drewna w różnych warunkach to zmienna niezwykle istotna z punktu widzenia modelowania globalnego ocieplenia.
Szczegółowe informacje na temat wzrostu drzewa
W ramach finansowanego ze środków UE projektu INTREE badano czynniki środowiskowe wpływające na sekwestrację dwutlenku węgla przez drzewa w lasach strefy umiarkowanej i lasach borealnych (na wysokich szerokościach geograficznych). Tradycyjna metoda pomiaru przyrostu drewna opiera się na analizie słojów rocznych. Skala roczna nie zapewnia jednak dokładności potrzebnej do oceny wpływu warunków pogodowych na wytwarzanie drewna oraz wyznaczenia zależności między szerokością słojów a masą drewna. Twórcy projektu INTREE wypełnili tę lukę, stosując innowacyjne rozwiązanie, w którym anatomię drewna w słojach analizuje się z użyciem trzech technik pomiarowych o różnych skalach. Badanie przeprowadzono dzięki wsparciu działania „Maria Skłodowska-Curie”. Badacze połączyli analizę słojów, ilościową analizę cech anatomicznych drewna i badanie ksylogenezy. „Analiza słojów polega głównie na pomiarze szerokości przyrostów słojów rocznych kilku drzew z jednej lokalizacji”, mówi koordynator projektu Patrick Fonti. Następnie badacze stosują metodę datowania pomostowego, aby poprawnie przypisać każdy słój do właściwego roku kalendarzowego. „Pozwala to określić powiązania między szerokościami poszczególnych słojów”. Szerokie słoje oznaczają stosunkowo szybki wzrost. Ilościowa analiza cech anatomicznych drewna wiąże się z mikroskopowym pomiarem rozmiaru komórek tworzących słój roczny. Rozmiary elementów przewodzących wodę wskazują, jak warunki środowiskowe wpłynęły na wytwarzanie komórek i ich budowę anatomiczną. Na podstawie łącznej powierzchni ścian elementów przewodzących można oszacować ilość węgla zmagazynowanego w drewnie. Badanie ksylogenezy polega na cotygodniowym monitorowaniu wzrostu drzewa z użyciem mikropróbek pobranych z pnia w celu obserwacji procesu formowania słoja rocznego. Umożliwia to również ustalenie powiązania między wytwarzaniem komórek i warunkami środowiskowymi.
Dokładniejsze modele klimatu
Badanie wykazało, że ilościowa ocena wzrostu komórek transportujących wodę jest lepszym wskaźnikiem poziomów dwutlenku węgla zmagazynowanego w drewnie niż badanie przyrostu słojów. „Jak widać, ocena wchłaniania dwutlenku węgla przez lasy na podstawie cech komórek w słojach rocznych jest lepszym rozwiązaniem niż opieranie się na szerokości tych słojów”, dodaje Fonti. Badacze odkryli także, że pojawiające się od niedawna wczesnoletnie susze mogą mieć wpływ na wielkość elementów przewodzących wodę. W związku z tym zwiększone temperatury letnie mogą mieć wpływ na tworzenie elementów przewodzących wodę, nawet na wysokich szerokościach geograficznych. Wraz z pogłębianiem się zmiany klimatu może to prowadzić do zaburzeń przewodzenia wody, hamowania wzrostu i ograniczenia sekwestracji dwutlenku węgla. Połączenie trzech technik pomiarowych nie było wcześniej stosowane. Pozwala ono dokładnie zmierzyć, jak wahania klimatu wpływają na roczne ilości dwutlenku węgla wiązanego w pniu drzewa. Wnioski z projektu INTREE stanowią istotne informacje w kontekście modelowania sekwestracji dwutlenku węgla. Ich zastosowanie ułatwi przewidywanie zmian klimatu i zwiększy skuteczność związanych z gospodarką leśną działań ukierunkowanych na łagodzenie skutków zmiany klimatu.
Słowa kluczowe
INTREE, sekwestracja dwutlenku węgla, las, słoje roczne, anatomia drzew, zmiana klimatu, ksylogeneza
