Nástup jarných fenologických fáz buka lesného

20. mar. 2018 • Pôdohospodárske vedy

Nástup jarných fenologických fáz buka lesného

Buk lesný (Fagus sylvatica L.) je naša ekonomicky aj ekologicky najvýznamnejšia listnatá drevina. V súčasnosti dosahuje v našich lesoch zastúpenie 33,2 %, čo je o 2,2 percent viac ako v roku 2005 (Zelená správa, 2016). Buk lesný je silne tieňomilnou drevinou oceánskej klímy. Znáša relatívne veľký rozsah klimatických podmienok. Neznáša však presychanie pôd ani ich zamokrenie. Je citlivý na neskoré a extrémne mrazy. V porovnaní s inými druhmi je však buk považovaný za druh relatívne málo citlivý voči teplote vzduchu. V oblastiach optimálneho rozšírenia je celkom indiferentný ku geologickému podkladu. Menej mu však vyhovujú kyslé stanovištia. Na Slovensku sú jeho optimom stredné horské polohy, v ktorých vytvára nezmiešané homogénne porasty. V nížinách sa nevyskytuje vzhľadom na jeho nároky na pôdnu a vzdušnú vlhkosť. Horná hranica výskytu je daná krátkosťou vegetačného obdobia, rastie však až do nadmorskej výšky priemerne 1 260 m n. m., miestami max. aj do výšky 1 480 m n. m.                           

Uvádza to kolektív autorov v zložení Zora Snopková zo SHMÚ Bratislava, regionálne pracovisko Banská Bystrica, Tatiana Hýrošová a Roman Sitko z Technickej univerzity vo Zvolene a Zuzana Sitková a Hana Pavlendová z Národného lesníckeho centra – Lesnícky výskumný ústav Zvolen v príspevku Nástup jarných fenologických fáz buka lesného (fagus sylvatica l.) vo vzťahu k teplote vzduchu počas obdobia 2002 – 2016.

Všetky rastliny vrátane lesných drevín podľa odborníkov veľmi citlivo reagujú na akékoľvek klimatické a environmentálne zmeny, pričom priestorová a časová variabilita odozvy na tieto zmeny je obrovská. „Fenologické pozorovania sú cenným zdrojom informácií pri monitorovaní a objasňovaní priebehu životných prejavov lesných drevín. Slúžia na zachytenie časového priebehu fenologických fáz v danej oblasti. Význam fenológie vzrástol pri sledovaní vplyvu recentných zmien klímy na priestorové rozšírenie drevín a krov a rovnako pri časových zmenách pri nástupe fenologických fáz počas vegetačného obdobia.“ 

V medzinárodnom výskume fenologických prejavov lesných drevín rezonujú podľa kolektívu autorov v posledných rokoch najmä tri dôležité poznatky. Prvým, niekoľkonásobne potvrdeným výsledkom štúdií je, že vplyvom vyšších teplôt vzduchu dochádza k skoršiemu nástupu jarných fenofáz. Druhým poznatkom je, že sa skracuje trvanie jednotlivých fenologických fáz a nakoniec tretím zistením je, že jednoznačne dochádza k celkovému predlžovaniu vegetačnej sezóny. „V dôsledku nárastu priemerných teplôt vzduchu sa vegetačné obdobie od 60-tych rokov predĺžilo takmer o 11 dní. Dlhšia vegetačná perióda vyplývajúca z nárastu globálnych teplôt však nespôsobuje zákonite aj vyšší radiálny prírastok. Uvedené prejavy so sebou prinášajú  rôzne nepriaznivé dôsledky, napríklad v podobe preukázaného nárastu rizika poškodenia drevín mrazom a tiež nežiaducim skracovaním mimovegetačného obdobia dormancie, ktoré je z fyziologického hľadiska pre dreviny veľmi dôležité. Výsledky zhodnotenia údajov z pan-európskej fenologickej databázy, do ktorej sa SHMÚ zapojilo v roku 2013, jednoznačne ukázali, že trend skoršieho nástupu jari v strednej Európe pokračuje.“

Na základe analýzy údajov tejto rozsiahlej databázy založenej na viac ako 8,5 milióna fenologických pozorovaní pre 139 rôznych druhov z 20 tisíc staníc vyplynulo, že v porovnaní s obdobím pred 10 rokmi, začína kvitnutie druhov v priemere o 4,5 dňa skôr a k dozrievaniu plodov dochádza o 2 až 6 dní skôr. Zároveň sa potvrdilo, že najväčšiu zmenu možno pozorovať v ranných jarných a májových fázach, pričom naopak fáza jesenného sfarbenie listov ukázala len malú zmenu, konštatoval kolektív autorov. 

Zámerom nimi predloženého odborného príspevku bolo zhodnotenie 15 ročných údajov fenologických pozorovaní na buku lesnom a analýza nástupu vybraných jarných vegetatívnych fenofáz vo vzťahu k vývoju jarných teplôt vzduchu.

Vo svojej štúdii sa zaoberali hodnotením jarných fenologických fáz buka lesného (Fagus sylvatica L.) na lesnej fenologickej stanici Sielnica (500 m n. m.), ktorá sa nachádza v geomorfologickom celku Kremnické vrchy a patrí do siete špeciálnych fenologických staníc Slovenského hydrometeorologického ústavu (SHMÚ). Výsledky hodnotili pre obdobie rokov 2002 – 2016. Fenologické pozorovania na SHMÚ boli vykonávané podľa metodického predpisu.

Predmetom analýzy boli tieto jarné fenologické fázy buka:

  1. rašenie pupeňov – štádium, ktoré nastáva vtedy, keď sa obalové šupiny na terminálnych púčikoch čiastočne otvorili a na vrchole púčikov sa objavili zelenkasto sfarbené špičky listov;
  2. prvé listy – fáza, ktorá nastáva vtedy, keď sa prvé listy, ktoré sú svetlozelenej farby a menšie ako v dospelosti, objavili aspoň na polovici jedincov danej pozorovacej skupiny; 
  3. fenologická fáza – všeobecné zalisťovanie, ktorá nastáva, ak sa všetky jedince v pozorovanej skupine zalisťujú, listy majú svetlú zelenú farbu, ale sú menšie ako dospelé listy.

„Pri vyhodnocovaní vplyvu teploty vzduchu na jarné vegetatívne fenofázy buka sme použili údaje z blízkej meteorologickej stanice Sliač (313 m n. m.) patriacej do klimatologickej siete SHMÚ. V sledovaných rokoch 2002 – 2016 boli spracované priemerné mesačné teploty vzduchu z mesiacov, ktoré sú rozhodujúce pre nástup jednotlivých fáz. Pre jarné fenofázy sme použili v prvom kroku priemerné teploty v mesiacoch marec aj apríl. Vzhľadom na to, že zo stanovených meteorologických ukazovateľov vykazuje veľkú silu závislosti najmä priemerná aprílová teplota, obmedzili sme sa na určenie vplyvu práve tohto ukazovateľa,“ poznamenali autori.

Na stanovenie vzťahu medzi vybranými meteorologickými ukazovateľmi a nástupom jarných vegetatívnych fenologických fáz buka lesného odborníci použili regresnú a korelačnú analýzu. „Zvolili sme lineárny regresný model, v ktorom ako nezávislá premenná vystupovala priemerná teplota v apríli a závislú premennú tvorili dátumy nástupu fázy zalisťovania nahradené poradovými číslami dňa od začiatku roka (DOY – Day of the Year). Analýza bola spracovaná pomocou softvérového balíka STATISTICA 12 a predchádzalo jej podrobné preskúmanie a kontrola vstupných dát. Pripravené údaje boli otestované, aby spĺňali predpoklady pre spustenie regresnej analýzy.“

Buk lesný (Fagus sylvatica L.) vykazuje podľa kolektívu autorov za sledované obdobie veľkú variabilitu v nástupe jarných vegetatívnych fenofáz. „Najskorší nástup rašenia pupeňov bol na fenologickej stanici v Sielnici pozorovaný 6. apríla v roku 2011 a najneskorší 27. apríla v roku 2005. Prvé listy buka lesného nastupovali najskôr 16. apríla v rokoch 2009 a 2014 a najneskôr 30. apríla v roku 2005. Fenofáza, všeobecné zalisťovanie nastupovala za celé hodnotené obdobie najskôr 19. apríla v roku 2016 a najneskôr 4. mája v roku 2002.“

Pri všetkých sledovaných fázach bol zistený posun nástupu do skorších termínov, čo je plne v súlade s množstvom štúdií venovaných dopadom klimatickej zmeny, najmä nárastu teplôt vzduchu na fenologické prejavy drevín. Časovanie fenologických fáz zalisťovania buka je špecificky kontrolované najmä minimálnymi teplotami. Niektoré výskumy z ostatných rokov prognózujú, že fáza rašenia buka bude vplyvom dĺžky trvania denného svetla (fotoperiódy) a nízkych teplôt (chilling) naprieč biogeografickým a výškovým gradientom reagovať nelineárne, a to zvlášť v klimaticky teplejších regiónoch.

Podľa aktuálnej štúdie, založenej na údajoch Európskej fenologickej databázy (PEP725, www.pep725.eu), bola nižšia citlivosť na zmeny teploty u všetkých fenofáz detekovaná v chladnejších oblastiach sledovaného teplotného rozpätia. Naopak v teplejších regiónoch nižšia citlivosť nebola preukázaná. V citovanej práci bolo realizované porovnanie lineárnej a nelineárnej odozvy fenofáz na teploty, pričom len v 14 % prípadov zo všetkých hodnotených časových sérií popisovali nelineárne modely vzťah s teplotou signifikantne lepšie ako lineárne modely. 

Odborníci v závere konštatovali, že podľa správy medzivládneho panelu pre klimatickú zmenu je fenológia zrejme najjednoduchší spôsob sledovania ekologických zmien spôsobených zmenou klímy (IPCC, 2007). „Fenologické pozorovania rastlín sú dôležitou súčasťou klimatologického monitoringu aj na Slovensku. Ich výsledky prispievajú k výskumu a posudzovaniu regionálnych prírodných podmienok a lokálnych špecifík v rôznych oblastiach Slovenska. Výsledky nášho príspevku zameraného na spracovanie viacročných fenologických dát z lokality Sielnica v Kremnických vrchoch potvrdili, že nástup jarných fenofáz buka lesného vysoko koreluje s narastajúcimi jarnými teplotami vzduchu a tiež, že posledné roky dochádza k časovému posunu fenologických prejavov buka do skorších termínov.“

Okrem meteorologických faktorov je pri jednotlivých stanovištiach tohto rastlinného druhu dôležitá aj ich orientácia vzhľadom k svetovým stranám, tvar terénu, pôdny typ a tiež jeho hydropedologické charakteristiky, domnievajú sa odborníci. „Dostupnosť pôdnej vody sa ukazuje ako významný faktor determinujúci rast a fenologické prejavy stromov. Posledné štúdie, ktoré mimo iného odhalili, že jedince buka, ktoré sa zalisťujú ako prvé (early-leafers), majú tendenciu rásť najviac, zároveň poukazujú na potrebu smerovania fenologického výskumu z úrovne celých populácií, na individuálnu úroveň jedincov.“

 

Odborný garant textu: Zora Snopková zo SHMÚ Bratislava, regionálne pracovisko Banská Bystrica

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Ilustračné foto: Pixabay.com

Uverejnila: VČ

Súvisiace:

Hore
Noc výskumníkov 2019
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2018
Publikácie Veda v CENTRE
Aurelium - centrum vedy
Vedec roka 2018
QUARK
Prechod VK na VND - leto
fotografická súťaž TVT 2019
TVT 2018 články
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Označenie CRISPR/Cas9 je názov pre novú, prevratnú metódu molekulárnej biológie a genetiky.
Zistite viac