Träd överhettas i en varmare regnskog

Genom att suga upp stora mängder vatten till bladen och transpirera genom vidöppna porer kan vissa trädarter hantera en stigande värme i tropikerna. Det handlar främst om snabbväxande träd som etablerar sig tidigt när en regnskog växer upp. Värre är det för de träd som bildar regnskogarnas lövtak i gammal skog. De växer långsammare, blir större och har tjockare stammar. Deras blad har sämre förmåga att kyla ner sig genom transpiration.

Vatten driver bladens luftkonditionering

– Tropikerna har inte upplevt istider och har därmed haft relativt stabilt klimat historiskt sett, likaså även sett över säsongerna. I och med klimatförändringarna har det börjat bli varmare och då har vi sett att vissa trädarter har en ökad dödlighet, men vi har inte riktigt vetat varför, säger Maria Wittemann, som skrivit avhandlingen.

Hon har studerat flera trädarter som grovt kan delas in i pionjärarter, som etablerar sig tidigt i en begynnande regnskog, och klimaxarter, som växer långsammare men blir avsevärt större, och därmed är en större långsiktig kolsänka. En tydlig skillnad är hur träden i de två grupperna hanterar värme. Pionjärarterna öppnar sina porer i bladen mer och kan därför transpirera mycket vatten för att hålla nere temperaturen i bladen, likt en luftkonditioneringsanläggning. Klimaxarterna öppnar inte sina porer lika mycket och har därför svårare att kyla ner sig.

Känsligare för torka

– Vi mätte upp stora temperaturskillnader i bladen. Det kunde skilja 10 grader mellan klimaxarter och pionjärarter som växte på samma ställe. Klimaxarterna hade svårare att klara av onormalt höga temperaturer. De träden hade en större dödlighet, säger Maria Wittemann.

Men pionjärarternas ymniga svettning via bladen kräver mycket vatten. När det blev en period med torka märkte forskarna att pionjärarterna var mer sårbara för värmen och fällde sina blad. De vattensnålare klimaxarterna hade bättre motståndskraft mot torka.

– Våra resultat visar att fotosyntesen i träden blir nedsatt när temperaturen stiger i bladen, främst hos klimaxarterna. Proteiner och membran slutar att fungera och till slut dör träden för att de inte kan ta upp tillräckligt med koldioxid ur luften. Det påverkar hela ekosystemet. Vi vet till exempel att en del djur äter frukterna från klimaxarterna, säger Maria Wittemann.

Samarbete med lokalt universitet

Tidigare forskning visar att läget är värst i Amazonas. Där bedöms kolsänkan förvandlas till en kolkälla redan år 2035. I de afrikanska regnskogarna har klimatförändringarna inte gått lika långt.

Forskningen på Göteborgs universitet bedrivs i höglänta skogar i Rwanda i samarbete med University of Rwanda. Träd har studerats på plats, men frön har även planterats i klimatkammare i Göteborg för att studera utvecklingen vid olika temperaturer.

– Vi jobbar tillsammans med olika intressenter i Rwanda. Det finns inte så mycket regnskog kvar i landet och när de ska plantera nya träd vill de veta vilka inhemska arter som kan överleva i ett varmare klimat, säger Maria Wittemann.

Avhandlingen: Thermal plasticity and limitations in tropical trees

Kontakt: Maria Wittemann, doktorand på institutionen för biologi och miljövetenskap vid Göteborgs universitet, telefon: 0725–79 09 05, e-post: maria.wittemann@bioenv.gu.se