Ανάλυση ανταπόκρισης ανάπτυξης στην κλιματική αλλαγή σε δύο απειλούμενα βιομάζα της Νότιας Αμερικής

Η αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου έχει προκαλέσει γενικευμένη υπερθέρμανση του πλανήτη, κυρίως από τα μέσα της δεκαετίας του 1970 στο νότιο ημισφαίριο. Αναμένεται ότι αυτές οι τάσεις της θερμοκρασίας θα ενταθούν στο τέλος του 21ου αιώνα, επηρεάζοντας απειλούμενα δασικά οικοσυστήματα όπως τα βιομάζα των hotspot [1].

Μεταξύ των πιο απειλούμενων δασικών οικοσυστημάτων στη Νότια Αμερική είναι το Δάσος του Ατλαντικού της Βραζιλίας (BAF) και το Μεσογειακό Δάσος της Χιλής (CMF) (Εικόνα 1 και 2)[2]. Το BAF είναι ένας σχηματισμός φυτικής βλάστησης που υπάρχει σε μεγάλο μέρος της παράκτιας περιοχής της Βραζιλίας, αλλά λόγω της αστικής κατοχής και της εκμετάλλευσης των ξυλωδών πόρων του, σήμερα καταλαμβάνει περίπου το 11-16% της αρχικής δασικής κάλυψης. Το CMF έχει παρόμοια ιστορία με αυτή του MAB, καθώς αυτή η περιοχή υπέστη μεγάλη αποψίλωση των δασών από εξωτικές φυτείες δέντρων, γεωργικές δραστηριότητες, πυρκαγιές και αστική και βιομηχανική εξάπλωση.

Οι μελέτες για τη δυναμική των δασών έχουν γίνει σημαντικές σε απειλούμενα βιομάζα επειδή μας επιτρέπουν να γνωρίζουμε πώς ήταν η φυσική μεταβλητότητα ανάπτυξης των ειδών δασικών δέντρων και πώς θα αντιδρούσαν σε πιθανές περιβαλλοντικές αλλαγές. Υπό αυτή την έννοια, η δενδροχρονολογία (ανάλυση δακτυλίου δέντρου) μας επιτρέπει να αξιολογήσουμε την ανάπτυξη των δασών και τη συσχέτισή της με το κλίμα σε διαφορετικές χωρικές και χρονικές κλίμακες [3].

Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των δενδροοικολογικών μελετών είναι η ανάλυση του ρυθμού ανάπτυξης των δέντρων με την πάροδο του χρόνου σε σύγκριση με μελέτες μόνιμων αγροτεμαχίων που έχουν κατά μέσο όρο 20 χρόνια. Θεωρείται ότι το κλίμα εξηγεί καλύτερα την ανάπτυξη των δέντρων σε κυτταρικό επίπεδο (εποχικότητα του αγγειακού καμβίου), το οποίο μπορεί να προεκτεθεί για δασικές συστάδες. Το αγγειακό κάμβιο είναι ο πλάγιος μεριστωματικός ιστός που είναι υπεύθυνος για τη διαμετρική ανάπτυξη του κορμού (δευτερεύουσα ανάπτυξη) των δέντρων, ο οποίος ενεργοποιείται από μακρο- και μικροκλιματικούς παράγοντες που υπάρχουν στην περιοχή όπου αναπτύσσονται τα δέντρα, σχηματίζοντας ξύλο (ξύλημα) με ευδιάκριτα ανατομικά χαρακτηριστικά. /P>

Ως εκ τούτου, είναι θεμελιώδες να μελετηθεί η δυναμική ανάπτυξης και η κλιματική απόκριση των δέντρων στο βραζιλιάνικο δάσος του Ατλαντικού και στο μεσογειακό δάσος της Χιλής, τα οποία θα είναι χρήσιμα για έργα διατήρησης, οικολογικής αποκατάστασης και μετριασμού της υπερθέρμανσης του πλανήτη σε αυτά τα οικοσυστήματα. Η παρούσα έρευνα επικεντρώνεται στις πληροφορίες που παρέχονται από τα δενδροχρονολογικά δεδομένα σε αυτά τα δύο απειλούμενα βιοϊώματα της Νότιας Αμερικής, με στόχο να κατανοήσει την ανάπτυξή τους στις κλιματικές αλλαγές χρησιμοποιώντας είδη βιοδείκτες (δηλαδή είδη δέντρων με δενδροχρονολογικό δυναμικό). Στο BAF, επιλέξαμε πέντε τοποθεσίες του Cedrela fissilis και Γ. odorata (κέδρος) που βρίσκεται κατά μήκος του δάσους του Ατλαντικού, υποπεριοχή «Serra do Mar» (22º-24ºS). Στο CMF, επιλέξαμε πέντε τοποθεσίες σε ολόκληρη τη γεωγραφική κατανομή του N. macrocarpa (δρυς) στην κεντρική Χιλή (32,5-34,5°S). Η ανάλυση συσχέτισης και παλινδρόμησης χρησιμοποιήθηκαν για τη διερεύνηση της σχέσης μεταξύ ανάπτυξης δέντρων και βροχοπτώσεων, θερμοκρασίας αέρα και δείκτη ξηρασίας.

Λαμβάνοντας υπόψη ότι:(i) οι περιοχές μελέτης επηρεάζονται από αλλαγές στη μεταβλητότητα του κλίματος τις τελευταίες δεκαετίες, ιδιαίτερα από αυξημένες συνθήκες ξηρασίας από τη δεκαετία του 1970 (Allen et al. 2010). (ii) αυτοί που επιλέχθηκαν ήταν πληθυσμοί κέδρου (BAF) και δρυός (CMF) κατά μήκος βιογεωγραφικών κλίσεων, επομένως οι σχέσεις κλίματος-ανάπτυξης θα πρέπει να είναι διαφορετικές (Fritts 1976). ορίζουμε δύο βασικά ερωτήματα:1) Υπάρχουν βιογεωγραφικές διαφορές στην ευαισθησία της ανάπτυξης των δέντρων στο κλίμα; και 2) Υπάρχει κάποια μείωση των δασών τις τελευταίες δεκαετίες που σχετίζεται με την κλιματική αλλαγή ή είναι η ανάπτυξη ανθεκτική στις πρόσφατες κλιματικές αλλαγές;

Στο BAF, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι υπάρχει διαφορά στην κλιματική ευαισθησία του πληθυσμού σε μεγαλύτερα υψόμετρα σε σχέση με τις άλλες τοποθεσίες, γεγονός που φαίνεται να σχετίζεται με την κλιματική κλίση που είναι εμφανής κατά τη διάρκεια του χειμώνα και του καλοκαιριού. Η υψηλότερη τοποθεσία έλαβε λιγότερες βροχοπτώσεις κατά τη διάρκεια του τέλους-φθινοπώρου/αρχής-χειμώνα (Μάιος έως Ιούλιος), γεγονός που θα επηρέαζε αρνητικά την ευαισθησία ανάπτυξης στις συνθήκες νερού αυτής της περιόδου. Επιπλέον, η υψηλότερη τοποθεσία, που χαρακτηρίζεται από ήπιες θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, έδειξε θετικές συσχετίσεις μεταξύ της χρονολογίας του πλάτους του δακτυλίου και του δείκτη ξηρασίας κατά το τρέχον έτος ανάπτυξης. Επιπλέον, παρατηρήσαμε μια θετική γραμμική τάση της θερμοκρασίας (Ιούνιος έως Αύγουστος) από το 1990, η οποία προκάλεσε σημαντική μείωση στην ανάπτυξη των δέντρων, και πάλι, μόνο στην τοποθεσία με το υψηλότερο υψόμετρο.

Στο CMF, δεν παρατηρήσαμε βιογεωγραφική διαφορά στην ευαισθησία της ανάπτυξης των δέντρων στη μεταβλητότητα του κλίματος (σε αντίθεση με το BAF). Ν. macrocarpa  Η ανάπτυξη επηρεάστηκε θετικά από τις βροχοπτώσεις Μαΐου έως Νοεμβρίου (αυστραλιανές εποχές χειμώνα-άνοιξη) και επηρεάστηκε αρνητικά από τη θερμοκρασία από τον Οκτώβριο έως τον Δεκέμβριο (αυστραλιανή άνοιξη/αρχές καλοκαιριού). Εντοπίσαμε επίσης μια σημαντική μείωση στην ανάπτυξη σε όλους τους πληθυσμούς από το 1980 και μετά, η οποία έμοιαζε με μείωση των βροχοπτώσεων και αύξηση της θερμοκρασίας στην κεντρική Χιλή κατά την ίδια χρονική περίοδο.

Συμπεραίνουμε ότι η πρόσφατη κλιματική αλλαγή έχει προκαλέσει μείωση της ακτινικής αύξησης όλων των πληθυσμών του Β. macrocarpa  τις τελευταίες δεκαετίες στο CMF, ενώ προφανώς ο μεγαλύτερος πληθυσμός Cedrela spp. θα επηρεαζόταν περισσότερο στο BAF. Αυτά τα αποτελέσματα είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η παρούσα και η μελλοντική παγκόσμια αλλαγή μπορεί να επηρεάσουν διαφοροποιημένα τη δυναμική του πληθυσμού των δέντρων των Νεοτροπικών δασών, ειδικά αυτών των ενδημικών και απειλούμενων δασικών οικοσυστημάτων.

Αναφορές

1. Allen CD, Breshears DD, McDowell NG. Σχετικά με την υποεκτίμηση της παγκόσμιας ευπάθειας στη θνησιμότητα των δέντρων και την εξαφάνιση των δασών από θερμότερη ξηρασία στην Ανθρωπόκαινο. Οικοσφαίρα. Wiley Online Library; 2015; 6:1–55.
2. Myers N, Mittermeier RA, Mittermeier CG, da Fonseca GAB, Kent J. hotspots Biodiversity για προτεραιότητες διατήρησης. Φύση. Univ Oxford Green Coll, Oxford OX3 8SZ, Αγγλία. Conservat Int, Ctr Appl Biodivers Sci, Washington, DC 20037 Η.Π.Α. Myers, N (συγγραφέας ανατύπωσης), Univ Oxford Green Coll, Upper Meadow, Old Rd, Oxford OX3 8SZ, England.; 2000, 403:853–858. doi:10.1038/35002501
3. Fritts HC, Swetnam TW. Δενδροοικολογία – ένα εργαλείο για την αξιολόγηση των παραλλαγών σε παρελθόντα και παρόντα δασικά περιβάλλοντα. Adv Ecol Res. FRITTS, HC (συγγραφέας ανατύπωσης), UNIV ARIZONA,TREE RING RES LAB,TUCSON,AZ 85721, USA.; 1989, 19:111–188. doi:10.1016/s0065-2504(08)60158-0