Czas na zmianę? Postępowanie hodowlane w obliczu zmiennego klimatu Daniel J. Chmura, Władysław Chałupka

Transkrypt

1 Czas na zmianę? Postępowanie hodowlane w obliczu zmiennego klimatu Daniel J. Chmura, Władysław Chałupka Pracownia Biologii Rozmnażania i Genetyki Populacyjnej Instytut Dendrologii PAN w Kórniku

2 Wstęp Zmienność klimatu i zmiany klimatyczne Drzewa i lasy a zmiany klimatyczne zagrożenia i szanse Rola hodowli lasu w przystosowaniu do zmian klimatu Podsumowanie

3 Klimat jest naturalnie zmienny Interglacjały (okresy ciepłe) Zmienność klimatu i zmiany klimatyczne IPCC 2007 in thousands of years Czas (przed 2005) w tysiącach lat

4 Zmienność klimatu i zmiany klimatyczne zmiana w porównaniu z okresem: temp. pow oceany

5 Czy klimat zmieni się bardziej? Jeśli ocieplenie będzie postępowało niezahamowane, zmiany klimatyczne będą niezwykłe pod względem geologicznym (IPCC, 2007)

6 Nasze drzewa i lasy w przyszłym klimacie Szanse Dłuższy sezon wegetacyjny* Lepszy wzrost** Zagrożenia abiotyczne Pożary Susze i fale gorąca Ciepłe zimy Przymrozki Zagrożenia biotyczne Zaburzone relacje na poziomie ekosystemu Owady i patogeny Konkurencja (gatunki inwazyjne) Minn. DNR Archive, Bugwood.org D.Powell, USFS, Bugwood.org * pod warunkiem braku zaburzeń w fenologii ** pod warunkiem wystarczającego dostępu zw. mineralnych USFS R4 Archive, Bugwood.org J.E.Dewey, USFS, Bugwood.org

7 Reakcja drzew na zmiany klimatu Indywidualne osobniki Aklimatyzacja Nie wystarczy! Populacje Adaptacja Zbyt wolna! Migracja Zbyt wolna! Wyginięcie D.Powell, USFS, Bugwood.org

8 Zarządzanie lasem w kierunku przystosowania Zmiany klimatu Stresy i klęski naturalne Uwarunkowania przyrodnicze i historyczne Cele hodowlane / ochronne Przyjęta praktyka leśna Ekonomia Wymagania społeczne Las Wrażliwość na zmiany klimatu Możliwości przystosowawcze Decyzje gospodarcze Opcje przystosowawcze Hodowla selekcyjna opcje genetyczne Uprawa opcje hodowlane

9 Przystosowanie procesu decyzyjnego Włączenie elementu niepewności i analizy ryzyka Nastawienie na niespodzianki Elastyczne zarządzanie monitoring zachodzących zmian i efektywności podjętych zabiegów Promocja procesu przystosowania, niekoniecznie utrzymania obecnego stanu - Traktowanie klęsk naturalnych jako drogi do przystosowania

10 Zarządzanie lasem w kierunku przystosowania Zmiany klimatu Stresy i klęski naturalne Uwarunkowania przyrodnicze i historyczne Cele hodowlane / ochronne Przyjęta praktyka leśna Ekonomia Wymagania społeczne Las Wrażliwość na zmiany klimatu Możliwości przystosowawcze Decyzje gospodarcze Opcje przystosowawcze Opcje genetyczne Uprawa opcje hodowlane

11 Doświadczenia proweniencyjne Doświadczenia testujące populacje roślin różnych pochodzeń w wyrównanych warunkach siedliskowych Wyodrębnienie efektu genetycznego Redukcja efektu środowiska Znaczenie Gospodarcze Naukowe P = G + E

12 Nowe zastosowanie doświadczeń proweniencyjnych Badania reakcji populacji na zmiany klimatu Proweniencje i lokalizacje opisane są przez parametry klimatyczne Zmienność przestrzenna reprezentuje zmienność w czasie Zmiany fotoperiodu są ignorowane Funkcja reakcji populacji Rehfeldt et al Ecol. Monogr. 69:

13 Czego dowiedzieliśmy się z doświadczeń proweniencyjnych? Doświadczenia proweniencyjne Populacje drzew są z reguły przystosowane do miejscowych warunków klimatycznych Populacje a nie gatunki jako całość powinny być obiektem zainteresowania Daglezja w Hiszpanii (Hernandez et al. 1993) Pinus contorta w Nowej Zelandii (Wright 1976) Pinus contorta w Finlandii Finnish Forest Research Institute

14 Opcje genetyczne: promowanie migracji Naturalna migracja Unikanie fragmentacji krajobrazu migracja przez pyłek i nasiona Utrzymanie wszystkich faz sukcesji w krajobrazie Wspomagana migracja Wspomaganie migracji populacji (przepływu genów) w obrębie gatunku, tak by przystosowanie mogło nadążyć za zmianami klimatu (composite provenancing) wspomagana migracja gatunków Aitken i Bemmels, 2015, Evol. Appl.

15 Opcje genetyczne: zachowanie zmienności genetycznej Zachowanie zmienności wewnątrz- i międzypopulacyjnej In situ Cenne populacje Obszary z populacjami o dużej zmienności genetycznej Ex situ Zagrożone populacje Nasiona i tkanki Wspomagana migracja

16 Opcje genetyczne: hodowla ulepszonych drzew Hodowla selekcyjna Wybór i hodowla drzew o cechach pożądanych dla przystosowania do spodziewanych stresów (np. suszy) Hodowla w kierunku szerokiego przystosowania lub poszukiwanie materiału przystosowanego do spodziewanego klimatu Uprawa ulepszonych drzew w krótkich i średnich cyklach jako rozpraszanie ryzyka Modyfikacje genetyczne? R.L. Anderson, USFS, Bugwood.org

17 Opcje hodowlane (uprawowe) Uprawa modyfikuje roślinność i właściwości siedliska w celu: Poprawy przyrostu Podniesienia odporności i zdrowotności drzewostanów Zapewnienia trwałego spełniania określonych funkcji lasu D.Powell, USFS, Bugwood.org

18 Opcje hodowlane (uprawowe) Odnowienie Wybór sposobu odnowienia - sadzenie, odn. naturalne Wybór zestawu gatunków / populacji / rodów Wybór więźby początkowej Kontrola roślinności konkurencyjnej Cięcia pielęgnacyjne Kontrolowanie zagęszczenia Kontrolowanie składu gatunkowego Kontrolowane wypalanie Bezpośredni wpływ na warunki siedliskowe Nawożenie Podlewanie Melioracja F.G. Jones, UK, Bugwood.org

19 Podsumowanie Klimat się zmienia kierunek zmian jest pewniejszy niż wielkość zmian Zmiany klimatu będą wpływać na kondycję lasów poprzez rosnące niedostosowanie drzew Niezbędna jest wiedza na temat obecnych czynników limitujących i ich spodziewanych zmian Przystosowanie jest możliwe wymaga planowego i systemowego podejścia Niezbędne jest elastyczne zarządzanie i włączenie elementów niepewności do zarządzania Czas na zmianę myślenia o przystosowaniu nie czas na radykalne działania.