2023-2028 udeležencev preskušanja: opazovanje se začne 1. aprila
Nadaljujemo z analiziranjem podatkov testnih poskusov 2021-2023! V teh poskusih je 18 udeležencev iz 7 različnih držav (100 to 1400 m a.s.l.) posejalo semena 13 provenienc Abies spp in 10 provenienc Fagus spp. Udeleženci so spremljali kalitev, fenologijo in preživetje v rastni dobi 2022. Opazovanje se nadaljuje v letu 2023 in bo analizirano po koncu te rastne dobe.
Podnebne spremembe povzročajo vse večjo negotovost naravne obnove. V naših poskusih v podnebni komori, pri katerih smo uporabili iste serije semen, ki so bile kasneje poslane udeležencem, smo preizkusili dva ključna stresna dejavnika: krajše, toplejše zime, ki zmanjšujejo ohlajanje semen, in toplejše, suhejše pomladi, ki povečujejo izparilni stres pri sadikah. Analize našega podiplomskega raziskovalca Lea Zeitlerja kažejo, da so jelove sadike v teh pogojih bolj odporne, medtem ko se bukve težko uveljavijo, ko se soočajo s podnebnim stresom.
V podnebnih komorah smo testirali več kot 34.000 semen, zbranih iz 32 populacij jelk in bukev po vsej Evropi, vključno z okoli 10 družinami semen na populacijo. Semena so bila izpostavljena dvema vrstama zimskega ohlajanja oz. stratifikacije (dolga proti kratka) in dvema spomladanskima pogojema (hladna proti topla/suha). Nato smo tri mesece, približno toliko, kolikor traja naravna prva rastna sezona, vsakih nekaj dni spremljali razvoj sadik. Opazovali smo najzgodnejše stopnje razvoja dreves – od semena do mlade sadike.
Kratka stratifikacija je pri obeh vrstah upočasnila kalitev, medtem ko so suhe/tople kalitvene razmere kalitev pospešile (glej sliko spodaj). Fagus je pokazal zmanjšano stopnjo kalitve (tj. delež semen, iz katerih je zrasel poganjek) v toplih zimskih razmerah, Abies pa je ohranil visoko stopnjo kalitve tudi v manj hladnih in sušnih, toplejših spomladanskih razmerah. Vendar so se učinki zmanjšane stratifikacije pokazali kasneje v razvoju: pri obeh vrstah so sadike iz nekaterih provenienc v toplejših razmerah prenehale rasti, kar je razkrilo medsebojno delovanje med genetskim ozadjem provenienc in okoljem, v katerem rastejo. Na razvoj Abies je bolj vplivala provenienca, kar kaže na močnejšo prilagoditveno divergenco, medtem ko je Fagus pokazal bolj enakomerno rast v vseh proveniencah, kar kaže na večji potencial za kolonizacijo.
Na splošno se strategije življenjskega cikla med Abies in Fagus močno razlikujejo: medtem ko so semena Abies dobro kalila, tako v smislu zmogljivosti kot hitrosti, smo pozneje v razvoju opazili plastičen odziv na stres v obliki zmanjšane hitrosti razvoja pod stresom. V nasprotju s tem je Fagus stres zaznal že med kalitvijo, pri čemer je proizvedel manj sadik, ki rastejo enakomerno, vendar so pozneje izpostavljene višji umrljivosti.
Naše ugotovitve kažejo, da zgodnji razvoj sadik oblikujejo tako genetsko ozadje kot tudi okoljske razmere, vključno z zimskim mrazom, spomladansko vodo in kopičenjem toplote. Uporaba predvidljivega izvora bi lahko pomagala ohraniti populacije jelk, ki se naravno obnavljajo tudi v krajših zimah in toplejših/sušnejših pomladih in poletjih, ki se pričakujejo v prihodnosti. Nasprotno pa bi se naravna obnova bukev v prihodnjih scenarijih podnebnih sprememb lahko še dodatno zmanjšala, kar v veliki meri potrjujejo nedavne raziskave odraslih bukev.
Nadaljujemo z analizo podatkov iz pilotnih poskusov 2021–2023! V teh poskusih je 18 udeležencev iz 7 različnih držav (100 do 1400 m nadmorske višine) posadilo semena 13 provenienc Abies spp. in 10 provenienc Fagus spp. Udeleženci so med rastno sezono 2022 spremljali kalivost, fenologijo in preživetje. Opazovanja se nadaljujejo v letu 2023 in bodo analizirana po koncu te rastne sezone.
Tukaj smo povzeli uspešnost in hitrost kalitve v klimatskih komorah Inštituta WSL in mikrovrtovih iz različnih držav. Odločili smo se za kumulativni kaljivih semen kot funkcijo We Growing degree days (GDD), ki predstavlja toplotno akumulacijo. Da bi semena vzklila in zrasla v zdrave sadike, morajo biti pozimi vzpostavljena mrazu, v rastni dobi pa vlagi in toploti. GDD nakazuje, koliko toplote je bilo akumulirano, odkar so povprečne dnevne temperature dosegle 5°C. Uporaba GDD namesto datuma ni samo biološkega pomena, ampak tudi omogoča primerjavo razvoja sadik v različnih okoljih. Črte nakazujejo učinkovitost različnih provenienc, točke pa čas opazovanja.
Redna opazovanja so dragocena in pomembna!
Uspešnost in razvoj različnih provnienc v različnih okoljih lahko razumemo, če redno izvajamo opazovanja! Na tej točki se zahvaljujemo vsem udeležencem za vložen čas in trud! Radi bi tudi spodbudili bodoče udeležence, da opazujejo, tudi ko hitrost kalitve nizka, saj nam podatki pomagajo identificirati omejajoče dejavnike za razvoj sadik.
Pomembne razlike med proveniencami in mkrovrtovi!
Razlike med proveniencamiv drevesni rasti so gozdarjem znane, toda manj znano je dejstvo, da se provenience med seboj razlikujejo celo v začetnih življenjskih stadijih, in sicer konsistentno v različnih okoljih! Kavkaška jelka (Abies nordmanniana) iz Gruzije in bukev iz Slovenije sta učinkoviti na večini rastišč in v klimatskih komorah. Za nekatere provenience je okolje odigralo ključno vlogo: iranska bukev je na primer učinkovita v komorah, ne pa tudi na terenu.
Kalitev na terenu je lahko tako visoka kot v komorah!
Jelka s Korzike in bukev z Armorikanskega masiva sta pokazali enako visoko stopnjo kaljivosti tako v komori, kakor tudi na terenu. Jelka iz Romunije in bukev iz Slovenije sta bolje kalili na terenu kot v komorah.
Abies alba in Abies nordmanniana
Fagus sylvatica in Fagus orientalis
Naš študent Mert Celik je nadaljeval poskus v komorah, ki ga je začel Johannes Alt (oglejte si spodaj rezultate iz aprila 2022) in zaključil s testiranjem vseh provenienc, uporabljenih v poskusih 2021-2023. To vključuje provenience vrst Abies alba, Abies nordmanniana, Fagus sylvatica and Fagus orientalis.
Z uporabo enakih dnevno-nočnih ciklov (16 h noč, 8 h dan) je poskus trajal 16 tednov, da bi videl, ali so stopnje kalitve dosegle stabilizacijo. this time the experiment was maintained for 16 weeks to see if germination rates reached a plateau. Temperatura okolja je ostala prvih devet tednov 5-15 oC in je bila povišana na 10-20 oC do konca izvedbe poskusa. Za vse vrste in provenience so stopnje kalitve dosegle stabilizacijo v 80 do 85 dnevih po začetku poskusa.
Ob koncu je Mert združil rezultate prvega in drugega poskusa in pokazal, da so stopnje kalitve rodu Abies v razponu med 9% in 65%, s srdnjo stopnjo kalitve 33%. Kavkaška jelka (Abies nordmanniana) je prekosila vse ostale provenience jelke s stopnjo kalitve 65%. V rodu Fagus je vzhodna bukev iz iranskega gorovja Alborz dosegla najvišjo stopnjo kalitve, in sicer 72%. Med proveniencami je stopnja kalitve nihala med 0% in 72%, s srednjo stopnjo 29%. Bukev iz Romunije (SV karpati) in Švice (Salenstein) tekom poskusa sploh ni vzklila.
Dobljeni rezultati delno odsevajo dogajanje v mikrovrtovih na terenu (preverite predhodne rezultate v sekciji spodaj!).
Naši udeleženci poskusov 2021-2023 so zbirali podatke skozi celo rasno dobo, začenši spomladi 2022. Oglejte si spodnji graf in izvedite, kaj se je dogajalo v vsakem izmed mikrovrtov, katera provenienca je bila učinkovitejša ipd.
V spustnem meniju lahko izberete različne spremenljivke. Odvisno od izbranega, lohko raziščete:
delež kaljivih semen za vsak mikrovrt (spremenljivka "Micro-garden")
število kaljivih semen za vsako stopnjo kalitve (spremenljivka "Germination stage")
delež kaljivih semen za vsako provenienco (spremenljivka "Provenances-Abies" oz. "Provenances-Fagus")
razvoj deleža kaljivih semen v vsakem vrtu (spremenljivka "Evolution-Abies" oz. "Evolution-Fagus")
število kaljivih semen za vsako provenienco in z vsak mikrovrt (spremenljivka "Heatmap-Abies" oz. "Heatmap-Fagus")
Magistrsko delo Johannesa Alta
Del provenienc, testiranih v poskusih 2021-2023, je bilo testiranih v naših klimatskih komorah Inštituta WSL s strani magistra Johannesa Alta. Njegova naloga je bila ocenitev stopnje kalitve provenienv v suhih in vlažnih razmerah. Klaitveni poskus je bil izveden v komori s 16-urnim nočnim in 8-urnim dnevnim ciklom, pri temperaturi med 5 in 15°C za osem tednov in med 10 in 20°C za dodatna dva tedna.
Navadna bukev je dosegla srednjo stopnjo kalitve 38.2% (razpon med 29% in 59% med proveniencami), medtem ko je bila pri jelki 25.4% (razpon med 9% in 39%). Različni vodni režeimi niso imeli velikega učinka na stopnjo kalitve. Ne glede na to, je Johannes našel velik provenienčni učinek na stopnjo kalitve, kar nakazuje, da niso vsi izvori enako primerni za testirane pogoje.
Drugi kalitveni poskus z drugimi proveniencami trenutno še poteka. Združeni rezultati vseh provenienc bodo zagotovili trdno osnovo za primerjavo s kalitvijo v mikrovrtovih. To nam bo pomagalo ustvariti informacije o stabilnosti različnih provenienc in njihovih potencialnih asistiranih migracijah!
Kalitvene krivulje, pridobljene iz kalitvenih podatkov navadne jelke (A) in navadne bukve (C); točkovna črta označuje višje temperaturne cikle (10-20°C); polna črta označuje konec poskusa; dan 72 označuje absolutno stopnjo kalitve
Navdušeni državljani in člani nevladnih organizacij iz Škotske, Francije, Italije, Švice in Madžarske so nam pomagali udejaniti posamezne korake projekta. Skupaj smo testirali prvo različico poskusnega designa, natančneje učinek obžiranja semen s strani glodavcev (z uporabo mrežastih kletk) in kompeticijo (z uporabo konopljinih prevlek) .
Obžiranje s strani miši in polžev je imelo močan učinek, medtem ko ga kompeticija ni imela. Zaradi tega smo zasnovali novo vrsto zaščitnih mrežic, ki smo jih uporabili za nadaljne poskuse.
Vključevanje državljanov v projekt je dober način za raziskovanje, ki koristi tako javnosti, kakor tudi znanstvenim krogom. Zahvaljujoč našim prvim udeležencem, smo lahko opravili različne korake angažiranja in dela z državljani, kar nas je pripravilo na veliko sodelovanje vbodočih poskusih!