Na univerzitě ETH v Curychu v laboratoři Global Ecosystem Ecology Dr. Toma Crowthera vznikla studie, která nedávno vyšla v časopise Science. Nová publikace přináší poznatky o složitém vzájemném působení environmentálních faktorů, které ovlivňují načasování podzimní senescence v lesích severní polokoule, kdy listy začínají ztrácet svou zelenou barvu a nakonec opadávají ze stromů. Výzkumníci využili různorodé zdroje dat, včetně experimentálních, pozemních terénních, měření toku uhlíku a satelitních dat dálkového průzkumu.
Na spoluautorství se podílel Daniel Palouš, absolvent magisterského studia na katedře experimentální biologie rostlin Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy. “Mám velkou radost z tohoto úspěchu a že ho mohu sdílet s týmem Laboratoře ekofyziologie rostlin pod vedením J. Albrechtové, která mě na stáž na ETH vyslala a dala mi pevný základ pro plnohodnotné zapojení se do tamního výzkumu. Paní profesorka Jana Albrechtová a Dr. Zuzana Lhotáková mi velmi ochotně pomohly s přípravou stáže a poskytnuly mi doporučující dopisy pro různé nadace, které jsem pro financování stáže oslovil. Vnímám tuto podporu jako mimořádnou a velmi si jí vážím. Stejně tak je mi potěšením reprezentovat celou katedru experimentální biologie rostlin PřF UK. A samozřejmě jsem velmi vděčný za milé a velmi efektivní přijetí v laboratoři Toma Crowthera a podporu všech jejích členů v uskutečnění výzkumu během stáže. V neposlední řadě děkuji všem nadacím a fondům, díky kterým jsem se mohl soustředit na studium a výzkum při mém pobytu na ETH.” Daniel díky stáži, kde si osvojil základy statistického modelování, mohl do diplomové práce zahrnout i kapitolu výsledků zaměřenou na model závislosti doby rašení pupenů na průměrné teplotě vzduchu v určitém období před samotným rašením. Diplomovou práci obhájil výborně v lednu 2023.
V období probíhající klimatické změny dochází na severní polokouli k jarnímu rašení pupenů opadavých dřevin průměrně dříve, než tomu bylo v minulosti. Faktory načasování podzimního opadu listů ovšem nebyly uspokojivě objasněny. V této studii je poprvé popsána klíčová role letního slunovratu na vztah časování jarního rašení pupenů a podzimní senescence listů. Výzkum ukazuje, že oteplování na jaře před slunovratem způsobuje dřívější zahájení podzimní senescence, zatímco oteplování po slunovratu zpomaluje podzimní senescenci.
Na lesy je dlouhodobě nahlíženo jako na zásadní zásobníky uhlíku. V temperátních a boreálních oblastech je však kapacita dřevin ukládat uhlík omezena klimaticky podmíněnou délkou vegetační sezóny. Porozumění načasování konce vegetační sezóny při působení oteplování klimatu je proto stěžejní pro přesné modelování globálního koloběhu uhlíku.
Nová publikace v časopise Science přináší poznatky o složitém vzájemném působení environmentálních faktorů, které ovlivňují načasování podzimní senescence v lesích severní polokoule, kdy listy začínají ztrácet svou zelenou barvu a nakonec opadávají ze stromů. Výzkumníci využili různorodé zdroje dat, včetně experimentálních, pozemních terénních, měření toku uhlíku a satelitních dat dálkového průzkumu. Zjistili, že teplejší klima během vegetační sezóny je klíčovým faktorem pro začátek podzimní senescence. Jejich analýzy ukazují, že účinky oteplování klimatu na tento fenologický proces závisí na tom, zda oteplování nastává před, nebo po letním slunovratu, klíčovém astronomickém jevu, který na severní polokouli nastává 21. června.
Pokud panují vyšší teploty před letním slunovratem, začíná podzimní senescence listů dříve díky zrychleným sezónním cyklům u dřevin a poklesu rychlosti fotosyntézy. Naopak vyšší teploty po letním slunovratu zpomalují nástup podzimní senescence listů dřevin, prodlužuje se trvání vegetační sezóny na podzim a způsobuje opad listů později. Průměrně každý stupeň Celsia oteplování před slunovratem posouvá začátek senescence listoví o 1,9 dne, zatímco každý stupeň Celsia oteplování po slunovratu prodlužuje proces senescence listoví o 2,6 dne.
Ale proč se efekt vyšších teplot mění zrovna v čase letního slunovratu? "Tato změna vlivu vyšších teplot v době letního slunovratu je chápána jako evoluční adaptace, která umožňuje stromům synchronizovat své růstové rytmy s měnící se délkou dne", říká Dr. Constantin Zohner, hlavní autor studie.
Výsledky platí napříč kontinenty a typy lesů a poskytují sjednocující pohled na omezení jejich vegetační sezóny. "Pochopení časování senescence listů na podzim u stromů mírných a boreálních lesů je klíčové pro naše snahy předpovědět změny krajiny, kapacitu ukládání uhlíku a celkový dopad klimatických změn na lesní ekosystémy", uzavírá Prof. Dr. Thomas Crowther, seniorní autor předkládané studie.*
Zohner, Constantin & Mirzagholi, Leila & Mo, Lidong & Bucher, Raymo & Palouš, Daniel & Vitasse, Yann & Fu, Yongshuo & Stocker, Benjamin & Crowther, Thomas. (2022). Effect of climate warming on the timing of autumn leaf senescence reverses at the summer solstice. 10.21203/rs.3.rs-1336514/v1.
Zdroj: PřF UK
