Thorhild County liegt nördlich von Edmonton, Kanada, am südlichen Rand von Albertas borealer trockener Mischwaldregion. Es ist ein Ort, der im Tageslicht schwankt, von siebeneinhalb Stunden im Dunkelsten bis zu siebzehn Stunden im Sommer. Auch die Temperatur variiert. Die Blätter, die einen Baum im Sommer antreiben, müssen entweder geschützt werden oder gehen im Winter verloren, wenn die Temperatur unter -20 ° C fallen kann. Nachdem der Schnee des Winters vergangen ist, ist es Zeit für den Baum, wieder zu wachsen. Aber wo findet es die Energie? Kohlenstoffreserven sind wichtige Energiequellen, die es Bäumen ermöglichen, den hohen Kohlenstoffbedarf zu bewältigen. Coral Fermaniuk und Kollegen machten sich auf den Weg Verfolgen Sie die saisonalen Veränderungen der Kohlenstoffreserven auf Gesamtbaum- und Organebene in reifen borealen Wäldern Papier-Birke Bäume.
B. papyrifera, oder Papierbirke, ist ein schnellwüchsiger Laubbaum, der in den nördlichsten Bundesstaaten der USA und Kanada vorkommt. Es ist ein wichtiges Winterfutter für Elche, aber es bietet Nahrung für viele andere Tiere in anderen Jahreszeiten. Im Herbst fressen Weißwedelhirsche das Laub. Grouse fressen die Knospen. Chickadees fressen die Samen. Andere Tiere gehen tiefer, wobei der Biber die innere Rinde frisst und der Gelbbauch-Saftsauger Löcher bohrt, um an den Saft zu gelangen.
Der Saft und die Rinde sind von besonderem Interesse, da sie nicht-strukturelle Kohlenhydrate speichern, die normalerweise als NSCs abgekürzt werden. In guten Zeiten wird der durch Photosynthese gebildete Zucker durch den Saft transportiert und als Stärke in Wurzeln oder Stängeln abgelagert. In diesen NSCs kann ein Baum Energie für das Nachwachsen speichern.
Um herauszufinden, wie Bäume ihre Vorräte an nichtstrukturellen Kohlenhydraten verwalten, haben Fermaniuk und Kollegen ein Jahr lang die Konzentrationen von löslichem Zucker und Stärke in zehn Bäumen gemessen. Das Team maß die Konzentrationen von nicht-strukturellen Kohlenhydraten, indem es Proben von feinen Wurzeln, groben Wurzeln, innerer Rinde, Stammholz, Ästen, Zweigen und Blättern und Knospen nahm.
Das Team maß auch das Feinwurzel- und Stängelwachstum, um zu sehen, wie der Zeitpunkt des Wachstums mit Änderungen der Kohlenstoffreserven korreliert oder nicht.
Wie erwartet treffen die Bäume im Frühjahr auf ein Minimum an Reserven. Das Maximum trat am Ende des Sommers mit dem Knospenansatz und dem Ende des Langtriebwachstums auf. Was die Autoren überraschte, war das Ausmaß des Unterschieds. „Das Ausmaß der Schwankungen der NSC-Poolgröße während der Vegetationsperiode war wirklich bemerkenswert. Ausgehend von ihren Minima nahm die Masse der nichtstrukturellen Kohlenhydrate in den Bäumen der Studie während der gesamten Vegetationsperiode um über 72 % zu und übertraf damit die beobachtete saisonale NSC-Fluktuation bei weitem B. papyrifera aus gemäßigtem Klima (ca. 28 % Steigerung; Stechginster et al., 2019)“, schreiben Fermaniuk und Kollegen.
Die größten Veränderungen in den Kohlenstoffspeichern wurden in den Ästen der Bäume gefunden, stellen die Autoren fest. „Wenn man bedenkt, dass die Mindestgröße des NSC-Pools der Zweige kurz nach dem Ausblättern auftrat, können wir diese Schwankung der NSC-Reserven zumindest teilweise auf die Remobilisierung der Zweigreserven zurückführen, um das Ausspülen und Ausbreiten neuer Blätter und Triebe anzutreiben. ”
Als der Winter kam, wandelten die Bäume Zucker in Stärke um, wobei die Zweige etwa die Hälfte der Kohlenhydratspeicher enthielten. Die Botaniker argumentieren, dass der Grund dafür sein könnte, einen Schutz gegen die Kälte aufzubauen. Die Zellen im Zweigphloem müssen am Leben erhalten werden, aber die Rinde in den Zweigen ist dünner und bietet weniger Isolierung. Außerdem sind die Äste dem Wind ausgesetzt, was für mehr Kühlung sorgt.
Ganz wie B. papyrifera In dieser Studie hat sich diese größeren Schwankungen der Kohlenstoffakkumulation entwickelt, ist nicht sicher. Die Bäume in Alberta können an das rauere Klima angepasst oder durch natürliche Selektion auf lokaler Ebene verfeinert werden.
Die Autoren geben an, dass dies die erste Studie ist, die die nicht-strukturelle Poolgrößendynamik auf Gesamtbaum- und Organebene in Bezug auf die Phänologie des reifen borealen Baums umfassend schätzt B. papyrifera. Ihre Forschung zeigt, dass der Vergleich von mehr Bäumen in verschiedenen Klimazonen einige interessante Ergebnisse liefern kann.
