DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu



ŠUMARSKI LIST 3-4/2016 str. 64     <-- 64 -->        PDF

ISTRAŽIVANJE FENOTIPSKE PLASTIČNOSTI HRASTA LUŽNJAKA U SVIJETLU BUDUĆIH KLIMATSKIH PROMJENA
Krunoslav Sever
U proteklih nekoliko desetljeća šumsko drveće počelo se suočavati s negativnim utjecajima globalnih klimatskih promjena u smislu povećanja temperature, opadanja količine oborina i preraspodjele oborina s vegetacijskih na zimske mjesece. Štoviše, predviđa se da će navedenim utjecajima u budućnosti šumsko drveće biti izloženo još i više. Osjetljivost Europe na klimatske promjene ima izražen gradijent sjever – jug, a rezultati mnogih studija ukazuju da će južna Europa (južnije od 47°N) biti najteže pogođena. Očekuje se da će sadašnja topla i polusuha klima južne Europe postati još toplija i suša, ugrožavajući hidroenergetsku, poljoprivrednu i šumarsku proizvodnju tog područja. Ovi dugoročni trendovi podudaraju se s predviđenim povećanjem učestalosti i intenziteta ekstremnih klimatskih pojava, što dodatno predstavlja nove izazove za gospodarenje šumama. Prema tomu, ekstremne klimatske pojave posebno su značajne za šumarstvo budući da utječu na rast, produktivnost, preživljavanje i obnovu šumskih ekosustava u većoj mjeri nego postepene promjene prosječnih klimatskih uvjeta. Budući da šumarsko planiranje odlikuje dugoročnost (npr. izbor prikladne vrste drveća, provenijencije ili načina gospodarenja) i da ono nužno uključuje kompleksne interakcije između ekoloških i socijalnih čimbenika, nesigurnost povezana s klimatskim promjenama posljedično vodi ka višim proizvodnim rizicima u šumarskom sektoru. Predviđanja vezana uz promjene rasprostranjenosti šumskih vrsta i šumskih ekosustava ukazuju na izražene negativne posljedice za gospodarsku situaciju šumovlasnika. Stoga će ciljevi i praksa gospodarenja šumama zahtijevati  određene promijene i prilagodbe kako bi se smanjila ugroženost i omogućila njihova prilagodba budućim klimatskim promjenama.
Jedan od načina na koji se može bolje upoznati utjecaj budućih klimatskih promjena na opstojnost pojedinih populacija šumskoga drveća je njihovo eksperimentalno izlaganje izmijenjenim okolišnim čimbenicima (smanjena količina oborina i nedostatak vode u tlu, povišena temperatura zraka, povišena koncentracija CO2 u atmosferi i dr.) s obzirom na različite scenarije predviđenih klimatskih promjena. U skladu s tim, neki od vodećih znanstvenih instituta u Europi koji se bave istraživanjem ove i slične problematike opremljeni su odgovarajućom infrastrukturom (Slika 1.) koja im omogućuje simuliranje različitih klimatskih scenarija kojima se izlaže šumsko drveće, s ciljem utvrđivanja njegove fenotipske plastičnosti na populacijskoj i/ili individualnoj razini. Po definiciji, fenotipska plastičnost je sposobnost jednog genotipa da neke od svojih fenotipskih značajki (početak listanja, početak starenja i opadanja lišća, intenzitet asimilacije, intenzitet transpiracije, dinamika prirasta i dr.) pod utjecajem okoline mijenja tijekom svoga razvoja i na taj se način prilagođava novonastalim uvjetima u okolišu.
Potaknuti atraktivnošću novijih spoznaja vezanih uz fenotipsku plastičnost šumskoga drveća i klimatskih promjena, znanstvenici sa Šumarskoga fakulteta Sveučilišta u Zagrebu osmislili su projektni prijedlog pod naslovom „Fenotipska i genetska raznolikost hrasta lužnjaka (Quercus robur L.) na području Europe“. Projektni prijedlog je u lipnju 2015. godine prihvaćen za financiranje od  Republike Hrvatske s 15 % ukupnih sredstava, dok ostalih 85 % sredstava

ŠUMARSKI LIST 3-4/2016 str. 65     <-- 65 -->        PDF

osigurava Europska unija kroz namjenska bespovratna sredstva Europskog socijalnog fonda (ESF) u okviru Prioriteta 3 Unaprjeđenje ljudskog kapitala u obrazovanju, istraživanju i razvoju, Mjere 3.2 Razvoj ljudskih potencijala u istraživanju i razvoju Operativnog programa „Razvoj ljudskih potencijala“ 2007.-2013.
Jedan od glavnih ciljeva spomenutog projekta je utvrditi i međusobno usporediti fenotipsku plastičnost ukupno devet populacija hrasta lužnjaka s području Europe. Na taj način bilo bi moguće saznati hoće li buduće klimatske promjene u is­toj mjeri i na isti način utjecati na populacije hrasta lužnjaka iz sjevernoga, srednjeg ili južnoga dijela Europe. Trenutno to nije sasvim poznato, te se za sada predviđa da bi zbog prostorne varijabilnosti klimatskih promjena populacije šumskoga drveća iz Južne i Jugoistočne Europe (kamo spada i Re­publika Hrvatska) mogle biti suočene sa znatno većim rizikom izumiranja nego populacije iz srednje i sjeverne Europe.
U skladu s tim u jesen 2013. godine sakupljen je žir iz devet odabranih prirodnih populacija hrasta lužnjaka, od kojih je pet s područja Europe (Estonija, Litva, Poljska, Mađarska i Italija), a četiri s područja Hrvatske (Vinkovci, Koška, Repaš i Karlovac). Iz tog sjemena na Šumarskom su fakultetu uzgojene biljke koje su u proljeće 2014. godine pojedinačno posađene u 50-litarske PVC posude. Na taj način osnovan je pokusni nasad, koji je smješten u odgovarajući plastenik s ciljem da se biljkama omoguće što povoljniji uvjeti za normalan rast i razvoj (Slika 2). Svaka populacija u pokusnom nasadu zastupljena je sa 10 familija srodnika iz slobodnog oprašivanja (familiju srodnika predstavljaju biljke koje potječu od zajedničkog majčinskog stabla), a svaka familija s osam biljaka na kojima se trenutno provode određene istraživačke aktivnosti s ciljem boljeg upoznavanja fenotipske plastičnosti europskih populacija hrasta lužnjaka. To su:
1. Izmjera fizioloških svojstava
– Vodnoga potencijala u lišću
– Intenziteta asimilacije CO2  i transpiracije H2O
– Provodljivosti puči za CO2 i H2O
– Efikasnosti fotosustava II
– Koncentracije klorofila i dušika u lišću
2. Izmjera morfoloških svojstava
– Visinskoga rasta vršnoga izbojka
– Debljinskoga rasta debla
3. Fenološka motrenja listanja
– Početak listanja i razvoj proljetnih izbojaka
– Razvoj sekundarnih izbojaka s pripadajućim lišćem
– Starenje i opadanje lišća.
Čitav eksperiment postavljen je sukladno dizajnu randomiziranog potpunog blok sustava s dva ponavljanja (tretmana). Biljni materijal u prvom ponavljanju (kontrolni tretman) konstantno je izložen visokom sadržaju vlage u tlu (45 – 50 %), dok je biljni materijal u drugom ponavljanju (sušni tretman) izložen suši (potpuna odsutnost zalijevanja) sve do pojave prvih vidljivih simptoma sušnoga stresa (venuće ili žućenje listova), što nastupa polovicom srpnja. Nakon toga sušni tretman se prekida zalijevanjem i podizanjem sadržaja vlage u tlu na razinu kontrolnoga tretmana koja se dalje održava do kraja vegetacijskoga razdoblja. Usporedbom paralelno prikupljenih podataka na biljkama iz sušnog i kontrolnog tretmana bit će moguće na ispravan način utvrditi fenotipsku plastičnost svake populacije uključene u eksperiment. Prema tome, populacije koje bi se odlikovale širom fenotipskom plastičnošću bile bi prikladni poligon za proizvodnju šumskog reprodukcijskog materijala s većim potencijalom prilagodbe na buduće klimatske promjene.
Potencijal i znanstvena relevantnost rezultata koji bi mogli proizaći iz ovog istraživanja najbolje se ogleda u interpretaciji zaključnih napomena srodnih istraživanja koja su do sada provedena, a čiji su rezultati nedavno objavljeni. Prema njihovim zaključcima, prilikom provedbe sličnih istraživanja u budućnosti bilo bi nužno uključiti populacije sa što šireg područja Europe. Jedino je na taj način moguće dobiti jasniji utvrditi u sposobnost prilagodbe pojedinih populacija hrasta lužnjaka na buduće klimatske promjene.
S obzirom da fenotipska plastičnost hrasta lužnjaka do sada nije istraživana na biljnom materijalu sa tako širokoga područja rasprostranjenosti (od Estonije do Italije), postoje dobre šanse da se ovim istraživanjem detaljnije upozna mogućnost  prilagodbe hrasta lužnjaka na buduće klimatske promjene. Osim toga, rezultati ovoga istraživanja mogli bi doprinijeti boljem upoznavanju genetske raznolikosti hrasta lužnjaka sa šireg područja njegova areala, što je trenutno također vrlo slabo istraženo.