Η αλλαγή του κλίματος δεν είναι ένα νέο φαινόμενο. Το κλίμα αλλάζει εδώ και εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια, ενεργώντας ως κατευθυντήρια δύναμη για τη βιοτική και αβιοτική εξέλιξη. Οι νέες πτυχές της κλιματικής αλλαγής με τις οποίες ερχόμαστε αντιμέτωποι είναι το χρονοδιάγραμμα μέσα στο οποίο η αλλαγή αυτή αναμένεται να πραγματοποιηθεί. Η αλλαγή κλίματος μπορεί να οριστεί ως οι μακροπρόθεσμες διακυμάνσεις στη θερμοκρασία, στα κατακρημνισμάτων, στον αέρα και σε όλες τις άλλες πτυχές του κλίματος της γης.
Αυτές οι διακυμάνσεις συσχετίζονται συχνά με το φαινόμενο του θερμοκηπίου, όρου που χρησιμοποιείται για να περιγράψει τους ρόλους του υδρατμού, του διοξειδίου του άνθρακα, του μεθανίου, των προκαλούμενων από τον άνθρωπο χλωροφθωροανθράκων και άλλων αερίων ιχνών. Αυτά τα ενεργά αέρια είναι σχετικά διαφανή στην εισερχόμενη μικρού μήκους κύματος ακτινοβολία φωτός του ήλιου, αλλά και στην υπέρυθρη ακτινοβολία μεγάλου μήκους κύματος που προκύπτει από τη γήινη επιφάνεια. Η τελευταία ακτινοβολία που ειδάλλως θα δραπέτευε στο διάστημα, παγιδεύεται από αυτά τα αέρια μέσα στα χαμηλότερα επίπεδα της ατμόσφαιρας. Λόγω αυτού του φαινομένου του θερμοκηπίου η θερμοκρασία επιφάνειας στη γη είναι + 15 βαθμούς κελσίου. Χωρίς το φυσικό "φαινόμενο του θερμοκηπίου" η θερμοκρασία στη γη θα ήταν -18 βαθμούς κελσίου . Η αύξηση των αερίων θερμοκηπίου ενισχύει την περίοδο και την ένταση της θέρμανσης. Ας δούμε λοιπόν την επίδραση της αλλαγής του κλίματος πάνω στα φυτά.
Τα πειράματα στα άμεσα αποτελέσματα του ανυψωμένου CO2 στη φυσική βλάστηση έχουν δείξει ότι τα διαφορετικά είδη αντιδρούν διαφορετικά στα αυξανόμενα περιβάλλοντα διοξειδίου του άνθρακα. Συνεπώς οι αλλαγές στο ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα θα προκαλέσουν σημαντικές αλλαγές στον ανταγωνισμό μεταξύ των ειδών. Τα C3 φυτά επηρεάζονται περισσότερο από το CO2 από τα C4 φυτά λόγω της διαφορετικής προσαρμογής τους στην πίεση ύδατος. Υπάρχουν τρεις σημαντικές κατηγορίες ανώτερων φυτών: C3, C4 και CAM και κάθε ένα αποκρίνεται με έναν ποιοτικά διαφορετικό τρόπο στο CO2. Όταν ο αέρας εμπλουτίζεται με το διοξείδιο του άνθρακα, η C3 ομάδα φυτών ( σιτάρια, όσπρια και τα περισσότερα δέντρα) αποκρίνεται με τη σημαντικά γρηγορότερη φωτοσυνθετική σταθεροποίηση του άνθρακα. Οι πληροφορίες για τα κοινά αποτελέσματα του CO2, UV-V και O3 στα είδη δέντρων λείπουν, εντούτοις μερικές συγκομιδές παρουσιάζουν σημαντική ευαισθησία στα κοινά αποτελέσματα (Krupa and Kickert 1993).
Στο πιό μακροχρόνιο πείραμα εμπλουτισμού διοξειδίου του άνθρακα που πραγματοποιήθηκε δένδρα εμπλουτισμένα με CO2 παρουσίασαν τεράστια αύξηση-πλεονέκτημα που οφείλεται α) αύξηση στην πρωινή καθαρή φωτοσύνθεση και β) μια μείωση της σκοτεινής αναπνοής . Οι (Idso και Kimball) (1993) καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι τα δέντρα θα μπορούσαν να ωφεληθούν πάρα πολύ από την αυξανόμενη περιεκτικότητα σε CO2 στην ατμόσφαιρα. Στη συνέχεια το πλεονέκτημα θα ποικίλει αρκετά ανάλογα με τα είδη( φυσιολογία,οικολογικές απαιτήσεις και περιβαλλοντικές συνθήκες). Η στοματική αγωγιμότητα των φύλλων Salix herbacea φαίνεται να συσχετίζεται αρνητικά με τις αυξήσεις στο ατμοσφαιρικό CO2 για τα τελευταία 16.500 έτη. Αυτό το αποτέλεσμα είναι τα πρώτα στοιχεία μιας μακροπρόθεσμης απάντησης της στοματικής αγωγιμότητας στην αύξηση στο ατμοσφαιρικό CO2 (Beerling and Woodward 1994).Μια επισκόπηση (Kοrner 1993 Poorter 1993) των καθιερωμένων τάσεων της απάντησης εγκαταστάσεων δίνεται κατωτέρω:
- το ποσοστό φωτοσύνθεσης των C3 φυτών αυξάνεται αμέσως μετά από την έκθεση σε επίπεδα του CO2 μεγαλύτερα από το παρόν περιβαλλοντικό επίπεδο.
- αυτή η αρχική αντίδραση μειώνεται συχνά ή μπορεί ακόμη και να εξαφανιστεί κάτω από τη μακροπρόθεσμη έκθεση στα αυξανόμενα CO2.
- Η παραγωγή βιομαζών και η παραγωγή καρπών υπό τις ελεγχόμενες συνθήκες αυξήθηκαν σχεδόν σε όλα τα πειράματα.
- Τα αυξανόμενα CO2- μειώνουν την στοματική αγωγιμότητα και το ποσοστό εφίδρωσης.
- Το περιεχόμενο των μη-δομικών υδατανθράκων αυξάνεται γενικά κάτω από το υψηλό CO2, ενώ η συγκέντρωση των ορυκτών θρεπτικών ουσιών μειώνεται.
- Συνεπώς, η ποιότητα τροφίμων των ιστών φύλλων μειώνεται, οδηγώντας στις αυξανόμενες κατά κεφαλήν απαιτήσεις της βιομάζας από τα φυτοφάγα
- Με την αύξηση του co2 οι αναλογία ρίζας/βλαστών τείνει να αυξηθεί, αλλά οι εξαιρέσεις υπάρχουν.
- Τα C3 φυτά , δηλ.η πλειοψηφία των άγριων και καλλιεργημένων ειδών, παρουσιάζουν εντονότερη αρχική φωτοσύνθεση από τα C4 φυτά όπως το καλαμπόκι, το ζαχαροκάλαμο κτλ ενώ τα φυτά CAM παρουσιάζουν λιγότερη φωτοσύνθεση. Αυτό θα αλλάξει την ανταγωνιστική δύναμη, μια ενδεχομένως σημαντική πτυχή στον έλεγχο ζιζανίων.
- Τα φυτά που φέρουν αζωτόδεσμευτικά βακτήρια τείνουν να ωφεληθούν περισσότερους από τις ενισχυμένες προμήθειες του CO2 από άλλες.
- Οι θετικές απαντήσεις ενισχύονται από την αυξανόμενη θερμοκρασία και τον ελαφρύ ανεφοδιασμό.
Οι φυσιολογικές αντιδράσεις των περισσότερων ειδών στο κλίμα είναι συντηρητικές και είναι απίθανο τα περισσότερα είδη να μπορούσαν να εξελίξουν σημαντικά νέες ανοχές στο διαθέσιμο χρόνο από την προβλεφθείσα τάση θέρμανσης. Η επιβίωση των φυτικών ειδών εξαρτάται από τη απόσταση διασποράς των σπόρων, είτε από τη γρήγορη αποίκιση του κοντινού βιότοπου έως ότου οδηγεί η μεγάλης απόστασης μετατόπιση. Τα ποσοστά διασποράς ζώων μπορούν κατά ένα μεγάλο μέρος να καθοριστούν από εκείνους των φυτών με τα οποια συμβιωνουν.
Για τη βλάστηση οι πιθανές συνέπειες μιας μελλοντικής κλιματολογικής αλλαγής που θα προκληθεί από μια αύξηση των ατμοσφαιρικών συγκεντρώσεων αερίων θερμοκηπίου και ειδικά μια μεγάλη άνοδο της σφαιρικής μέσης θερμοκρασίας, εξαρτώνται κυρίως από το μέγεθος και το ποσοστό των αλλαγών μέσα στις κύριες κλιματολογικές παραμέτρους, ιδιαίτερα θερμοκρασία και τα κατακρημνίσματα. Τα μακροπρόθεσμα αποτελέσματα της κλιματολογικής αλλαγής θα μπορούσαν να είναι μια πλήρης αλλαγή στη σύνθεση και τη διανομή των φυτικών κοινοτήτων και μεγάλες μετατοπίσεις στη γεωγραφική σειρά των φυτών.
Το όριο χαμηλής θερμοκρασίας ή χαμηλής υγρασίας ενός φυσιογνωμικού τύπου εξαρτάται από τη φυσιολογική ανοχή των φυτών, ενώ τα πρόσθετα όρια της διανομής των φυτών μπορούν να καθοριστούν από άλλους, πιό σύνθετους παράγοντες, που μεσολαβούν πιθανώς ο ανταγωνισμός (Chapin et Al 1993). Συνεπώς, τα ακραία γεγονότα, που είναι μια λειτουργία των περιβαλλοντικών διακυμάνσεων, είναι πιό χρήσιμα από τους μέσους όρους στην πρόβλεψη των βόρειων ορίων της μελλοντικής διανομής βλάστησης. Το βόρειο όριο των ειδών δέντρων συσχετίζει πολύ με τη μέση ετήσια χαμηλή θερμοκρασία αρχείων -40Celsius (Sakai και Weiser 1973). Η θερμοκρασία περιόρισε τα περιβάλλοντα όπως οι βόρειες περιοχές, οι αρκτικές περιοχές και τα υψηλά βουνά είναι πιθανά πολύ ευαίσθητες στη θέρμανση θερμοκηπίων (Markham et Al 1993).
Μια αναμενόμενη επίδραση της παγκόσμιας αύξησης της θερμοκρασίας λόγω του φαινομένου του θερμοκηπίου στα δασικά δέντρα στις βόρειες και αλπικές περιοχές είναι ότι η αρχή της έκρηξης οφθαλμών θα πραγματοποιηθεί νωρίτερα λόγω των ηπιότερων χειμώνων και της θερμότερης άνοιξης.
Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει στην αυξανόμενη παραγωγή ξύλου αφ' ενός και στον αυξανόμενο κίνδυνο πρόσφατης ζημίας παγετού αφ' ετέρου (Murray et Al 1994 Beuker 1994). Οι Grabherr et Al (1994) καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι η θέρμανση έχει ήδη μια σημαντική επίδραση στην αλπική οικολογία φυτών. Η αύξηση των ατμοσφαιρικών συγκεντρώσεων του CO2 από κοινού με την πλανητική αύξηση της θερμοκρασίας λόγω αλλαγής του κλίματος είναι πιθανό να βελτιώσει την επιβίωση των ερυθρελατών, με τη μείωση του κινδύνου ζημίας παγετού την άνοιξη και το φθινόπωρο και να μακραίνει την πιθανή αυξανόμενη εποχή (Murray et Al 1994). Η πιθανότητα παγετού την άνοιξη στα δέντρα θα μειωθεί στις Κάτω Χώρες και στη Γερμανία (Kramer 1994).
Στις περιοχές όπου η παροχή νερού δεν περιορίζει την παραγωγικότητα, θα υπάρξει ένα διπλό όφελος: η παραγωγικότητα θα αυξηθεί άμεσα από την αυξανόμενη ανταλλαγή του CO2 και έμμεσα από την αυξανόμενη αποδοτικότητα χρήσης ύδατος.Λόγω των αποτελεσμάτων του ανυψωμένου CO2 στα είδη και τους γενοτύπους των ειδών, οι αλλαγές στη δασική σύνθεση του οικοσυστήματος αναμένονται να εμφανιστούν μέσα στις επόμενες δεκαετίες. Η φυσική παρουσία ενός είδους σε μια περιοχή προυποθέτει ότι τα είδη πρέπει να έχουν επιτύχει τα εξής: 1)να επιβίωσαν σε μια περιοχή 2) να είναι διασκορπισμένα στην περιοχή αυτή 3)Να είναι ανταγωνιστικά στις συνθήκες εκείνης της περιοχής.
Οι μακροχρόνιοι κύκλοι ζωής των δασικών δέντρων θα περιόριζαν τη δυνατότητά τους να διασκορπίστουν στις νέες περιοχές εάν το κλίμα δεν σταθεροποιοιθεί σε μια θέση ώστε να υπάρξει ο απαιτούμενος χρόνος για την σποροπαραγωγή. Η αυξανόμενη διαταραχή μιας πυρκαγιάς στις χωρικές και υψομετρικές αποκλίσεις θα προκαλέσει τις μετατοπίσεις στα είδη.
Η σύγκριση τομέων των μεμονομένων και άκαυτων περιοχών προτείνει ότι κάτω από το αποβαλλόμενο δέντρο τα είδη με τους μεγάλης απόστασης μηχανισμούς διασποράς σπόρου θα αυξηθούν στην αφθονία και θα εισβάλουν σε μια σταδιακή μόδα μετά από κάθε πυρκαγιά ( Wein 1993). Τα μοντέλα προσομοίωσης που διευθύνονται για τα παράλπεια δασικά οικοσυστήματα έχουν δείξει ότι μια παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας λόγω του φαινομένου του θερμοκηπίου θα προκαλούσε σημαντικές αλλαγές της σύνθεσης ειδών. Τα αποβαλλόμενα δέντρα θα εισέβαλλαν στη σημερινή παράλπεια ζώνη.Τα διάφορα κωνοφόρα θα μετατοπίζονταν και θα μετανάστευαν στη σημερινή αλπική ζώνη που συνεπώς θα γινόταν υπό τον όρο ότι τα χώματα είναι κατάλληλα για τη δασική αύξηση. Οι εγκαταστάσεις που θα εισβάλουν φυσικά μετά από την αλλαγή κλίματος πιθανώς δεν θα είναι εκείνες που θα είχαμε. Ο Lauenroth et Al (1978) εξέτασαν την παραγωγή λιβαδιών κατά τη διάρκεια μιας σειράς ετών, και ανακάλυψαν ότι η παραγωγικότητα των μεμονωμένων ειδών ποίκιλε πολύ λιγότερο από την παραγωγικότητα της κοινότητας συνολικά. Αυτό συνεπώς δείχνει ότι οι διαδικασίες οικοσυστήματος αποθηκεύονται από τις αντισταθμιστικές απαντήσεις των μεμονωμένων ειδών.
Εάν η αλλαγή κλίματος προκαλέσει μια βαθμιαία μετατόπιση των γεωργικών περιοχών, των συγκομιδών και των παρασίτων τους, οι ασθένειες και τα ζιζάνια θα μεταναστεύσουν μαζί, (Goudriana and Zadoks 1994).èΣε αυτό το στάδιο είναι σημαντικό να υπογραμμιστεί ότι οι αναπαραγωγικές διαδικασίες, συμπεριλαμβανομένης και της γονιμότητας των αυγών και της επιβίωσης των παρασίτων και των ζώων γενικά θα αλλάξουν από τους αλλαγμένους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Η θερμοκρασία είναι ένας βασικός παράγοντας για διάφορα είδη, παραδείγματος χάριν για τον προσδιορισμό φύλων στα ερπετά (Dawson1992).
Οι ευαισθησία τών συστημάτων
[Τα αποτελέσματα προσομοίωσης έχουν δείξει ότι μια κρύα δεκαετία ή μια θερμή δεκαετία δεν έχει σημαντικές επιπτώσεις σε ένα δάσος ενώ ένας κρύος αιώνας ή ένας θερμός αιώνας αφήνει μια σφραγίδα στη δασική σύνθεση (Botkin and Nisbet 1992).] Σε παγκόσμιο επίπεδο Prentice et Al (1992) οι μεγαλύτερες αλλαγές εμφανίζονται στα βόρεια, ενώ μικρή αλλαγή φαίνεται για τη Σαχάρα και τα τροπικά δάση (Claussen 1994). Η θέση των βόρειων δασικών ορίων μπορεί να υποβληθεί σε σημαντική αλλαγή, εάν οι προβλέψεις για αύξηση της θέρμοκρασίας στα βόρεια γεωγραφικά πλάτη επαληθευτούν (D'Arrigo and Jacoby 1993).
Τα όρια διανομής των φυτών καθορίζονται πιθανώς από την ανοχή των κυρίαρχων φυσιογνωμικών τύπων τους στις ελάχιστες διακυμάνσεις της χειμερινής θερμοκρασίας (Woodward 1987).
Στο επίπεδο ειδών αυτό είναι δυσκολότερο δεδομένου ότι κάθε άτομο παρουσιάζει μοναδική αντίδραση στους περιβαλλοντικούς περιορισμούς. Είναι επομένως απαραίτητο να καθοριστούν οι ομάδες φυτών βάσει της αντοχής τους στις διακυμάνσεις στον ανεφοδιασμό των πόρων για να προβλέψει τον αντίκτυπο ενός αλλαγμένου περιβάλλοντος σε αυτές τις λειτουργικές ομάδες (π.χ., Chapin et Al 1993). Τα ακόλουθα είδη και οι κοινότητες φυτών είναι πλέον πιθανό να επηρεαστούν από την παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας λόγω του φαινομένου του θερμοκηπίου: 1) απομακρυσμένοι πληθυσμοί των δέντρων στους οικοτόνους 2) γεωγραφικά εντοπισμένα είδη που δεν έχουν κανέναν πληθυσμό σε άλλες περιοχές του κατάλληλου βιότοπου 3) είδη με περιορισμένη γενετική ποικιλομορφία 4) ειδικευμένα είδη που απαιτούν μια στενή σειρά περιβαλλοντικών συνθηκών κατά τη διάρκεια κάποιας φάσης ζωής τους 5) είδη με φτωχή διασκόρπηση σπόρου 6) αλπικά είδη και 7) είδη του γλυκού νερού και παράκτιοι δασικοί τύποι υγρότοπων
Οι μελέτες διαμόρφωσης με το πρότυπο FORSUM 1994 προτείνουν ότι τα είδη που αυξάνονται στην άκρη της φυσικής διανομής τους είναι πολύ ευαίσθητα στις αλλαγές στο ποσό θερμοκρασίας εκείνης της περιοχής, και αυτό ανεξάρτητα από εάν αυτές οι αλλαγές θα αυξήσουν ή θα μειώσουν την θερμοκρασία. Οι αλλαγές ±10% πρέπει να αναμένονται για να έχουν μια σημαντική επιρροή στη σύνθεση ειδών όταν το τρέχον κλίμα της περιοχής δεν είναι ίδιο με τις βέλτιστες συνθήκες περιοχών για τα είδη υπό έρευνα. Η δομή ηλικίας και η αρχική σύνθεση ειδών μπορούν να έχουν βαθιά αποτελέσματα στις παροδικές απαντήσεις του δάσους σε ένα μεταβαλλόμενο κλίμα, με τον επηρεασμό του συγχρονισμού της αντικατάστασης της βλάστησης και εάν αυτό εμφανίζεται βαθμιαία μέσω της ανταγωνιστικής μετατόπισης ή γρήγορα με την αυξανόμενη θνησιμότητα.
Διαχείριση κινδύνου
Η κατανόηση των αντιδράσεων των φυτών στις αλλαγές των περιβαλλοντικών παραγόντων είναι κρίσιμη για την πρόβλεψη της αντίδρασης του οικοσυστήματος στην αλλαγή του κλίματος και στη διαχείριση του δάσους όσον αφορά αυτές τις πιθανές αλλαγές. Οι αξιολογήσεις που δεν αποτελούν τους μεταβατικούς και ενδεχομένως ασταθείς όρους τείνουν να ελαχιστοποιήσουν ή να αγνοήσουν τους σοβαρότερους κινδύνους. Οι σοβαρότεροι κίνδυνοι προκύπτουν από τις κλιματολογικές μεταβάσεις, τις απρόβλεπτες αναταραχές και την αποτυχία των συστημάτων που σταθεροποιούν σε ένα νέο οροπέδιο.
Οι επιδράσεις της αλλαγής κλίματος στα δάση είναι το αποτέλεσμα τριών διαδοχικά χρονικών δυνάμεων. Η αρχική δύναμη είναι αυτή μιας γενικής αλλαγής κλίματος ως αποτέλεσμα των αυξανόμενων αερίων θερμοκηπίου και της σχετικής ανόδου θερμοκρασίας, η δευτερογενής δύναμη συνδέεται με τη διαχρονική μεταβλητότητα ή τη βραχυπρόθεσμη αλλαγή του κλίματος, και η τριτογενής δύναμη συσχετίζεται με την καθημερινή μεταβλητότητα στον καιρό. Η δασική διαχείριση θα πρέπει να στρέψει τις προσπάθειες στις δευτερογενείς και τριτογενείς δυνάμεις πρώτα, και σε μικρότερη έκταση στις αρχικές δυνάμεις (Fosberg 1990). Οι διοικητικές επεμβάσεις για να προστατεύσουν και να διατηρήσουν τις τρέχουσες τιμές είναι απαραίτητες. Εντούτοις, τέτοιες επεμβάσεις πρέπει να προηγηθούν από την ανάπτυξη των σαφών στόχων. Στο επίπεδο ειδών η επιλογή είναι δυσκολότερη. Οι αποφάσεις θα πρέπει να ληφθούν σχετικά με την ανάγκη για την επέμβαση από τους κινούμενους πληθυσμούς των ειδών που είναι στον κίνδυνο, από τους παράγοντες όπως η τρέχουσα φτωχή θέση πληθυσμών, ή τη χαμηλή ικανότητα διασποράς. Αυτές οι αποφάσεις θα πρέπει να ισορροπήσουν την επιθυμία να συντηρηθούν τα ιδιαίτερα είδη ενάντια στις πιθανές επιδράσεις της τεχνητής καθιέρωσης στη σύνθεση των περιβαλλοντικών κοινοτήτων. Λαμβάνοντας υπόψη τη σχετικά μακριά διάρκεια ζωής των περισσότερων δασικών δέντρων, υπάρχει πιθανώς μικρή ανάγκη για την επέμβαση, τουλάχιστον για αρκετές δεκαετίες. Η εξαίρεση είναι όπου η δασική θνησιμότητα επιταχύνεται από τα ακραία κλιματολογικά γεγονότα (Whitehead et Al 1992).
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
ΕΡΓΑΣΙΑ:CLIMATE CHANGE EFFECTS ON FORESTS. Norbert Krauchi and Deying Xu
Σχόλια