Naukowcy z Poznania zbadali wpływ suszy na produkcję nasion buka europejskiego po rozpoczęciu reprodukcji przez drzewa. Co wskazały badania? Czy susza szkodzi nasionom? Wyniki zaskakują.
Nowe badanie naukowców z Centrum Biologii Lasu Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, które ukazało się w Proceedings of the National Academy of Sciences, pokazuje, że susza nie ogranicza produkcji nasion buka europejskiego, gdy drzewa rozpoczęły już proces reprodukcji.
Zmiana klimatu a reprodukcja drzew
Zmiana klimatu zwiększa częstotliwość i intensywność susz w europejskich lasach. Dobrze wiadomo, że takie zdarzenia mogą ograniczać wzrost drzew, powodować zamieranie koron i zwiększać śmiertelność. Znacznie mniej wiadomo o tym, jak susza wpływa na reprodukcję drzew, czyli proces decydujący o odnowieniu lasu i jego przyszłym składzie gatunkowym.
Międzynarodowy zespół naukowców, prowadzony przez osoby z Centrum Biologii Lasu UAM, przeanalizował 221 serii czasowych produkcji nasion buka europejskiego (Fagus sylvatica) z całej Europy. Badacze sprawdzili, czy susza występująca po zainicjowaniu reprodukcji – w czasie kwitnienia, zapylania i dojrzewania owoców – obniża liczbę produkowanych nasion. Analiza objęła również wyjątkowo silne europejskie susze z lat 2003, 2018 i 2022.
Wynik okazał się zaskakująco jednoznaczny: produkcja nasion buka nie była ograniczana przez suszę letnią. Suche warunki wiosenne wiązały się wręcz z wyższą produkcją nasion, prawdopodobnie dlatego, że sprzyjają przenoszeniu pyłku u tego wiatropylnego gatunku.
– Spodziewaliśmy się, że susza może działać jak klimatyczny hamulec, że nawet jeśli drzewa rozpoczęły reprodukcję, brak wody ograniczy dojrzewanie nasion. Tego efektu nie znaleźliśmy. Po uwzględnieniu sygnałów pogodowych, które uruchamiają masowe kwitnienie buka, produkcja nasion pozostawała odporna nawet podczas najsilniejszych susz ostatnich dekad – mówi dr Jakub Szymkowiak z Centrum Biologii Lasu UAM, pierwszy autor pracy.
Owocowanie buka europejskiego
Buk europejski należy do gatunków masowo owocujących. Oznacza to, że w jednych latach drzewa produkują bardzo dużo nasion, a w innych prawie wcale. W przypadku buka rytm ten jest silnie powiązany z temperaturami w dwóch kolejnych latach poprzedzających opad nasion. Dlatego autorzy badania najpierw uwzględnili pogodowe sygnały odpowiedzialne za uruchomienie reprodukcji, a dopiero potem ocenili, czy susza może zakłócać późniejsze etapy tego procesu.
– To badanie pokazuje, że różne funkcje życiowe drzew mogą reagować na ten sam stres w zupełnie odmienny sposób. Susza może silnie ograniczać wzrost i zwiększać śmiertelność, a jednocześnie produkcja nasion może zostać utrzymana. Dla prognozowania przyszłości lasów to kluczowa informacja, bo nie możemy zakładać, że wszystkie procesy demograficzne załamują się równocześnie – mówi prof. Michał Bogdziewicz, współautor pracy.
Autorzy podkreślają jednak, że odporność produkcji nasion na krótkotrwałą suszę nie oznacza, że reprodukcja buka jest bezpieczna w ocieplającym się klimacie. Wcześniejsze badania pokazały, że ocieplenie może zmieniać częstość i synchronizacje masowego owocowania, obniżać skuteczność zapylania i zwiększać straty nasion powodowane przez zwierzęta.
– To dobra wiadomość, ale bardzo konkretna: susza nie wydaje się ograniczać liczby nasion produkowanych po rozpoczęciu reprodukcji. Nadal pozostają inne mechanizmy, przez które zmiana klimatu może osłabiać reprodukcję buka — zwłaszcza zaburzenia rytmu masowego owocowania i spadek jakości lat nasiennych – mówi dr Jessie Foest z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.
Wyniki badań a regeneracja lasów
Wyniki mają również znaczenie dla zrozumienia regeneracji lasów po ekstremalnych zdarzeniach klimatycznych. Nasiona mogą być dostępne nawet po silnej suszy, jednak samo pojawienie się nasion nie gwarantuje powstania nowego pokolenia drzew. Susza może ograniczać kiełkowanie, przeżywalność siewek i przetrwanie młodych drzew.
– Nasze wyniki przesuwają pytanie z „czy drzewa produkują nasiona podczas suszy?” na „co dzieje się potem?”. Jeśli nasiona są produkowane, ale siewki nie przeżywają w cieplejszych i suchszych warunkach, wąskie gardło regeneracji może znajdować się już po opadzie nasion – mówi prof. Andrew Hacket-Pain z University of Liverpool.
Badanie wskazuje, że europejskie buki mogą utrzymywać produkcję nasion nawet w latach silnego stresu wodnego. Może to zapewniać krótkoterminowy bufor dla odnowienia lasu po suszy. Jednocześnie autorzy zwracają uwagę, że długotrwałe lub powtarzające się susze, wzrost śmiertelności drzew oraz ograniczona przeżywalność siewek mogą w przyszłości zmienić bilans demograficzny lasów bukowych.
Publikacja: Szymkowiak et al. „European beech reproduction is resilient to drought, including the 2003, 2018, and 2022 extremes”. Proceedings of the National Academy of Sciences.
Źródło informacji: UAM Poznań
