Lepsze sposoby pomiaru drzew mogą przyspieszyć ewolucję lasów
Pierwsze naukowe próby pomiarów drzew i badań lasów sięgają XIX wieku i opierały się na obserwacjach anatomicznych i fizycznych. Począwszy od lat 70. naukowcy zaczęli stosować bardziej pośrednie metody oparte na sygnałach fizycznych, takich jak promieniowanie rentgenowskie, akustyczne, a później podczerwone. Celem badaczy projektu TOPWOOD było wprowadzenie tych technik w XXI wiek poprzez udoskonalenie starych metod i stworzenie nowych, które pomogą rozwiązać niektóre z obecnych problemów. „Dziś wiele organizmów żywych, w tym drzewa i lasy, zmaga się z nowymi warunkami klimatycznymi z powodu zmian klimatu. Zanotowaliśmy już niekorzystne wyniki, takie jak spadki i śmiertelność, które – jak wiemy – są związane z suszą”, mówi Philippe Rozenberg, koordynator projektu TOPWOOD i dyrektor ds. badań w Narodowym Instytucie Badań Rolniczych we Francji (INRA). „Właściwości drewna są bezpośrednio związane z odpornością na suszę”, dodaje Rozenberg. Zespół, którego prace umożliwiło wsparcie z programu Maria Skłodowska-Curie, eksperymentował z wykorzystaniem technik mikrogęstości, akustycznych i spektroskopii w bliskiej podczerwieni (NIRS) w celu dokładnego zmierzenia, jakie podstawowe właściwości drewna wpływają na jego jakość. Wykorzystali oni tę wiedzę do opracowania nowych urządzeń, które mogłyby zapewnić kalibrację pewnych cech funkcjonalnych drewna. Należą do nich sposób formowania, sposób przewodzenia wody oraz to, co prowadzi do kawitacji, która ma miejsce wtedy, gdy suche warunki powodują załamanie słupa wody w pniach, to odpowiednik zatoru u człowieka.
Szybkie wyniki
„Wiemy, jak mierzyć podatność na kawitację, ale urządzenia te są bardzo drogie, bardzo żmudne w użyciu, a wskaźnik pomiaru jest niski – można mierzyć tylko kilka drzew dziennie. Badamy więc wykorzystanie NIRS jako alternatywy dla szybkiego dostępu do odporności na suszę”, mówi Rozenberg. Naukowcy TOPWOOD osiągnęli obiecujące wyniki. Wykorzystali NIRS, aby przeprowadzić kalibrację na cyprysie cordillera, drzewie iglastym z Andów. Wykazano również istotny związek między sygnałem NIRS a podatnością na kawitację w eukaliptach, topolach, daglezji, sosnach zwyczajnych i świerkach oraz poczyniono postępy w przypadku modrzewi, promienistych i sosen nadmorskich.
Ewolucyjne dostosowanie
„Potwierdziliśmy istotną zależność, dlatego proponujemy narzędzie do przewidywania podatności na kawitację przy użyciu wyłącznie sygnału NIRS. Następnie możemy wrócić do lasu z tą informacją i zidentyfikować, które drzewa są mniej lub bardziej odporne na suszę”, mówi Rozenberg. Pozwoliłoby to zarządcom lasów decydować, które drzewa należy zachować, a które wyciąć, dzięki czemu cały las z czasem stałby się bardziej odporny na suszę. „To prawie tak, jakbyśmy przyspieszyli ewolucję”, dodaje Rozenberg. To, co zaczęło się od próby poprawy zdolności zajmujących się lasami naukowców do gromadzenia i wykorzystywania danych, szybko przyjęło drugorzędny stosowany cel poprawy jakości drewna wytwarzanego w lasach. Wraz z zakończeniem projektu część zespołu TOPWOOD będzie kontynuować prace, stosując tę technikę w odniesieniu do drzew, a także do winogron, dzięki finansowaniu przez francuskie władze regionalne. Ponadto trwają przygotowania do powiększenia pierwotnego zespołu i ubiegania się o większe środki finansowe z UE w celu dalszego rozwoju tego kierunku badań.
Słowa kluczowe
TOPWOOD, właściwości drewna, NIRS, kawitacja, odporność na suszę, osoby zajmujące się gospodarką leśną, cyprys cordillera, zmiana klimatu, kryzys klimatyczny
