Klimato kaitos įtaka lapuočių medžių vegetacijos periodo pradžiai ir pabaigai

Abstract

Klimato kaita yra stipriai paveikusi augalų sezoninį vystymąsi visame pasaulyje, o didžiausi pokyčiai pastebėti Šiaurės pusrutulyje. Šiame darbe, naudojant ilgamečių fenologinių / meteorologinių stebėjimų duomenis, nustatyta, jog dėl kylančios temperatūros medžių vegetacijos periodo pradžia ankstėja, pabaiga vėlėja, o vegetacijos periodo trukmė ilgėja. Atsižvelgiant į žemos temperatūros svarbą augalų sezoninio vystymosi eigai, laboratoriniais medžių ramybės periodo tyrimais nustatyti tirtų medžių rūšių žemos temperatūros poreikiai, reikalingi pereiti iš būtinosios į priverstinę ramybę, ir aktyvios temperatūros poreikiai reikalingi pradėti vegetaciją. Bandymo metu nustatyti skirtingų medžių rūšių žemos temperatūros poreikiai pritaikyti atliekant fenologinį modeliavimą. Naudojantis sudarytais vienos ir dviejų pakopų fenologiniais modeliais ir naujausiomis klimato kaitos prognozėmis, atliktos pasirinktų medžių rūšių vegetacijos periodo pradžios prognozės pagal du klimato kaitos scenarijus: RCP 2.6 ir RCP 8.5. Gauta, kad dviejų pakopų modelyje, optimizuotame pagal ilgamečių stebėjimų ir laboratorinių bandymų duomenis, labiau išryškėja tarprūšiniai medžių skirtumai ir prognozuojami vegetacijos periodo pradžios pokyčiai yra mažesni, lyginant su vienos pakopos modelio rezultatais, kuris neįvertina žemos temperatūros įtakos. Pagal nuoseklųjį dviejų pakopų modelį optimizuotą ilgamečių stebėjimų ir laboratorinio bandymo duomenimis iki XXI a. pabaigos, pagal RCP 2.6 scenarijų, prognozuojama, kad labiausiai paankstės paprastojo ąžuolo ir karpotojo beržo vegetacijos periodo pradžia (12,4 d. ir 12,1 d. atitinkamai), kiek mažiau – mažalapės liepos ir paprastojo klevo (8,9 d. ir 7,2 d. atitinkamai). Pagal RCP 8.5 scenarijų, iki šio amžiaus pabaigos karpotojo beržo vegetacijos periodo pradžia paankstės 30,8 d., paprastojo ąžuolo – 25,6 d., paprastojo klevo – 18,1 d., o mažalapės liepos – 17,9 d. Praktinė fenologinių tarpsnių pokyčių nustatymo reikšmė apima klimato kaitos poveikio medžių fenologiniams pokyčiams įvertinimą ir netiesiogiai gali pasitarnauti šalnų rizikos vertinimui ateityje.

Global warming has a particularly strong impact on the seasonal development of trees at temperate latitudes. In this research according to long-term phenological / meteorological data, earlier timing of the beginning of the vegetation period, later timing of the end of vegetation period and longer length of vegetation period of all studied tree species was determined by increased air temperature. Given the importance of chilling temperatures for the seasonal development of trees, the chilling requirements of all four studied tree species that are necessary for their transition from endodormancy to ecodormancy and forcing requirements necessary for the beginning of vegetation period were estimated in laboratory chilling studies. The chilling requirements of different tree species estimated in laboratory chilling studies were applied for carrying out phenological modelling. Using one–phase and two–phase phenological models and the most recent climate change forecast, the projections of the beginning of the vegetation period of four studied tree species were performed according to two scenarios of climate change – the optimistic RCP 2.6, and the pessimistic RCP 8.5. As a result, the two–phase model optimised by long–term phenological and meteorological observations and the data of laboratory chilling studies more clearly reflects differences among different species and projects smaller changes of the beginning of the vegetation period in comparison with the one–phase model that does not consider the impact of chilling. Based on the results of two-phase model optimized by long-term observations and the data of laboratory chilling studies, according to RCP 2.6 scenario, the most noticeable advancement of the beginning of the vegetation period until the end of this century is projected for Q. robur and B. pendula (12.4 days and 12.1 days, respectively), while for T. cordata and A. platanoides projected advancement of leaf unfolding is smaller (8.9 days and 7.2 days, respectively). According to RCP 8.5 scenario, the projected advancement of leaf unfolding until the end of the century is much more noticeable and consists of 30.8 days for B. pendula, 25.6 days for Q. robur, 18.1 days for A. platanoides and 17.9 days for T. cordata. Practical value of the evaluation of changes of phenophases encompasses assessment of the impact of climate change on the phenological changes in trees and can indirectly benefit the estimation of frost damage risks in the future.