Информация

Откуда берется углерод в новых весенних листьях лиственного дерева?

Откуда берется углерод в новых весенних листьях лиственного дерева?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Когда безлистное листопадное дерево «оживает» весной и дает новые листья, откуда берется масса для этих листьев? У дерева нет листьев, чтобы использовать фотосинтез для получения углерода, необходимого для роста этих листьев, так откуда же берется углерод: хранился ли он в корневой системе зимой только для этой цели? И если это так, то достаточно ли запасов для дерева, чтобы произвести большую часть, если не весь рост новых листьев в этом сезоне, или достаточно, чтобы выпустить несколько листьев, которые `` возьмут на себя '' задачу обеспечения фиксации углерода (производство сахаров). ) через фотосинтез, чтобы вырастить оставшиеся новые листья?

В комментариях было высказано предположение, что новые листовые почки были выращены в конце предыдущего сезона. Мне кажется, что эта стратегия для нового роста весной будет чревата всевозможными опасностями, связанными с «зимней гибелью», поэтому эти почки не будут оставаться жизнеспособными и следующей весной. Итак, нужен ли сахар для нового весеннего роста из корней или из почек прошлогодних листьев?


Хотя я не могу дать ссылки на фактические исследования, простое наблюдение предполагает, что это должно храниться в корнях, по крайней мере, частично. Это наблюдение заключается в существовании кленового сиропа (и других древесных сиропов, таких как березовый: https://practicalselfreliance.com/trees-species-tap-syrup/ Весной, до того, как листья начнут расти, из них вырастает богатый сахаром сок. корни, и их можно собрать, нажав на дерево.


Откуда берется углерод в новых весенних листьях лиственного дерева? - Биология

Деревья охлаждают и увлажняют наш воздух и наполняют его кислородом. Они успокаивают ветры и прикрывают землю от солнечных лучей. Они служат убежищем для бесчисленных видов животных, закрепляют почву и замедляют движение воды. Они обеспечивают людей продуктами питания, топливом, лекарствами и строительными материалами.

Они также помогают сбалансировать углеродный баланс Земли.

Можем ли мы найти выход из углеродного дисбаланса, сделав ландшафт более зеленым? Помогло бы посадить больше деревьев или вырубить меньше? И какая разница, где они? (Фотография и копия 2007: Дункан.)

По оценкам ученых, люди ежегодно выделяют около девяти миллиардов тонн углерода (в основном углекислого газа) за счет сжигания ископаемого топлива и изменения ландшафта. Около четырех миллиардов тонн попадает в атмосферу, а два миллиарда тонн растворяются в океане. Последние три миллиарда попадают в экосистемы на суше, но где именно находятся эти поглотители, остается открытым вопросом.

Леса считаются одним из крупнейших в мире банков углерода, выбрасываемого в атмосферу в результате естественных процессов и деятельности человека. Они покрывают около 30 процентов поверхности Земли и суши, обеспечивая при этом 50 процентов продуктивности растений. До 45 процентов углерода, хранящегося на суше, связано с лесами.

Леса покрывают 30 процентов территории Земли. (Карта Роберта Симмона, основанная на данных MODIS Land Cover Group, Бостонский университет.)

Удерживали ли леса больше или меньше углерода в прошлом? Могут ли они хранить больше в будущем? Ученые действительно не знают, сколько углерода могут удерживать наши леса.

Что они действительно знают, так это то, что деятельность человека привела к перемещению большого количества углерода из долгосрочных стабильных хранилищ, таких как горные породы, захороненные ископаемые виды топлива и старовозрастные леса, и которые образуются с краткосрочным прямым воздействием на окружающую среду. Например, когда мы вырубаем леса, мы удаляем высокие деревья, которые могут накапливать углерод в своих стволах, ветвях и листьях в течение сотен лет. Мы часто заменяем их пахотными землями или пастбищами, которые хранят меньше углерода в течение более короткого времени. В застройках с твердым покрытием углерод почти не накапливается.

Через восемьдесят лет после того, как он был впервые вырублен, этот лес в Британской Колумбии все еще не восстановил свое былое величие. (Фотография и копия Aviruthia 2007 г.)

«Самый большой естественный поглотитель углерода земной поверхности находится в наших лесах и деревьях», - говорит Стив Раннинг, лесной эколог из Университета Монтаны. & ldquoИ самым большим естественным источником углерода на суше также является лес. Поэтому одна из самых важных вещей, которые мы можем сделать для понимания углеродного бюджета, - это получить более точную инвентаризацию углерода, содержащегося в наших деревьях & rdquo.

Ключевым показателем является биомасса или общая масса организмов, обитающих на данной территории. Эмпирическое правило для экологов состоит в том, что количество углерода, хранящегося в дереве, составляет 50 процентов его сухой биомассы. Итак, если вы можете оценить биомассу всех деревьев во всех лесах, вы сможете оценить, сколько углерода хранится на суше. Повторение этих измерений на протяжении многих лет, десятилетий и столетий поможет нам понять, как углерод движется по планете.

Деревья часто используются как решение нашей проблемы углеродного бюджета. Приводя что-то вроде экономического аргумента, некоторые люди предполагают, что мы можем & ldquogrow & rdquo наш выход из неприятностей, делая (или сохраняя) ландшафт более зеленым. Но поможет ли посадить больше деревьев? Чтобы сократить меньше? И имеет ли значение, где эти деревья?

Первый шаг к ответу на эти вопросы - выяснить, сколько углерода хранят наши деревья прямо сейчас.

3D видение леса

Ученые использовали различные методы для изучения мировых лесов и их биомассы. Они систематически измеряли леса с земли, заходя в лес, чтобы посчитать деревья, измерить стволы и подняться на вершину кроны. Приняв участие в самолетах, они провели фотографические, радиолокационные и лидарные исследования различных типов леса.

С помощью спутников они собрали региональные и глобальные измерения «зелени» земной поверхности и оценили наличие или отсутствие растительности, одновременно ища сигналы, позволяющие отличить деревья от кустарников от почвенного покрова.

Студентка Келли Макманус измеряет окружность дерева в прибрежном лесу Вирджинии. Наземные исследования имеют решающее значение для обеспечения точности авиационных и спутниковых исследований растительности. (Фотография НАСА любезно предоставлена ​​Лолой Фатойинбо.)

Но чтобы оценить биомассу, нужно знать площадь, плотность и, самое главное, высоту деревьев. Исследователи достигли этого в небольших масштабах, но использование традиционных методов в глобальном масштабе непомерно дорого и требует много времени.

«Нам нужно увидеть растительность Земли в трех измерениях», - говорит Джон Рэнсон, лесной эколог из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. & ldquoПо измерению высоты леса мы можем затем оценить надземную биомассу и оценить углерод, хранящийся в этом лесу. Чем точнее измерения, тем точнее наши оценки углерода ».

Первая карта для оценки высоты лесов в глобальном масштабе была выпущена в 2010 году. Майкл Лефски из Университета штата Колорадо объединил широкие виды горизонтальной поверхности суши, полученные с помощью спектрорадиометра изображения среднего разрешения (MODIS) на спутниках NASA & rsquos Terra и Aqua с вертикальной высотой, полученной от NASA & rsquos Ice. , Облака и спутник высотной отметки (ICESat).

Высота мировых лесов колеблется от более 40 метров на тихоокеанском северо-западе США до чуть менее 20 метров в северных лесах, окружающих Арктику. На этой карте более темный зеленый цвет относится к более высоким лесам. [Карта обсерватории Земли НАСА, составленная Джесси Алленом и Робертом Симмоном, с использованием данных Майкла Лефски, Государственный университет Колорадо].

Результатом стала карта, на которой показаны самые высокие леса в мире, сгруппированные в Тихоокеанском северо-западе Северной Америки и в некоторых частях Юго-Восточной Азии, с более короткими лесами, покрывающими широкие полосы по всей Канаде и Евразии. Самые высокие кроны деревьев - хвойные леса умеренного климата, полные пихты Дугласа, тсуги западной, красного дерева и секвойи, которые часто достигают высоты более 40 метров (131 фут). Бореальные леса из ели, пихты, сосны и лиственницы обычно достигают высоты менее 20 метров (66 футов) в небе. В центре - широколиственные леса Европы и США с умеренным климатом и нетронутые тропические дождевые леса, средний рост которых составляет 25 метров (82 фута).

Основу работы по картированию составили данные системы лазерного высотомера (GLAS) на спутнике ICESat, которая за семь лет полета (2003-2009 гг.) Излучала импульсный лазерный свет на поверхность планеты более 250 миллионов раз. Эти импульсы позволили провести прямые измерения 2,4% поверхности леса на Земле и 24% участков леса на поверхности. Это оставило Лефски экстраполировать и разработать оценки математической модели для лесов, окружающих образцы ICESat.

Майкл Лефски объединил широкомасштабные наблюдения за растительностью с точными лазерными измерениями ICESat, которые проводились вдоль узких дорожек (черные линии), чтобы построить карту высот леса. (Карта НАСА Джесси Аллена и Роберта Симмона.)

Глобальная карта была первой в своем роде, но Лефски и его коллеги знали, что все еще существует много неопределенностей, которые необходимо прояснить с помощью более совершенных инструментов и покрытия. «Это действительно первый набросок, - сказал Лефски, - и в будущем он, безусловно, будет доработан».

Картографирование тропиков

Сасан Саатчи, специалист по дистанционному зондированию из Лаборатории реактивного движения НАСА, является одним из нескольких сотрудников и дружелюбных конкурентов, работающих над следующим черновиком лесных карт. Он работает со спутниками, чтобы увидеть леса за деревьями и углеродом. Его внимание было сосредоточено на густых зарослях деревьев в средней части Земли.

Тропические леса, например, в Габоне, Африка, являются важным резервуаром углерода. (Фотография любезно предоставлена ​​Сассаном Саатчи, НАСА / Лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института).

«Я впервые посетил тропический лес в 1994 году для проекта на баийском побережье Бразилии, и был очарован его сложностью и красотой», - говорит Саатчи. «Я влюбился в пейзаж, в биоразнообразие растений и животных, а также в людей. Каждый раз, когда вы видите тропический лес, вы обнаруживаете что-то новое. Для человека с физико-математическим образованием это одна из самых сложных и сложных систем для понимания и моделирования & rdquo.

Поскольку они растут круглый год, тропические леса считаются самыми продуктивными на Земле. Они накапливают огромное количество углерода в древесине и корнях своих деревьев, хотя ученые смогли сделать лишь общие предположительные оценки о том, сколько.

«В северных лесах США, Канады и Европы обычно есть сложные системы лесоводства для измерения структуры и биомассы по штатам или регионам», - говорит Саатчи. & ldquoВ тропиках мы часто не имеем ни малейшего представления о том, как лесной углерод распределяется на местном уровне. & rdquo

Что действительно известно исследователям, так это то, что на вырубку тропических лесов и деградацию лесов приходится от 10 до 20 процентов всех антропогенных выбросов двуокиси углерода, значительного парникового газа. На изображениях со спутников, космического челнока и Международной космической станции на протяжении десятилетий видны клубы дыма. Вырубка лесов - это крупный бизнес, поскольку крупные производители пальмового масла, соевых бобов, говядины и кожи усиливают давление на тропические леса со стороны мелких фермеров, работающих, чтобы вырваться из нищеты. Растущий мировой спрос на эти товары означает, что эти пожары могут не прекратиться в ближайшее время.

Огонь обычно используется для расчистки лесных угодий в тропиках. Астронавт на борту Международной космической станции сделал эту фотографию пожара в Бразилии 14 августа 2010 г. (фотография астронавта НАСА ISS024-E-11941, любезно предоставлена ​​Лабораторией наблюдений за Землей NASA-JSC).

& ldquoТропические леса отличаются большим разнообразием растений и чрезвычайно разнообразны по ландшафту и во взаимодействии с климатом, однако их плохо измерять и контролировать, & rdquo, - отмечает Саатчи. & ldquo Я проработал все средства измерения и математические инструменты, которые мог найти, чтобы попытаться понять и отобразить эту сложность. & rdquo

Работая с 14 коллегами из 10 организаций по всему миру (включая Майкла Лефски), Саатчи приступил к сбору и анализу измерений с четырех космических приборов & mdash; лидар GLAS на ICESat, MODIS, рефлектометр QuikSCAT и космический корабль Shuttle Radar Topography Mission & mdashand с 4079 наземных станций. на базе лесных участков. Команда нанесла на карту более трех миллионов измерений высоты деревьев и сопоставила их с измерениями деревьев с земли. Они подсчитали количество углерода, хранящегося над землей и в корнях. И они экстраполировали свои результаты на лесные участки, где отбор проб грунта меньше, но есть некоторые известные характеристики.

Результатом, выпущенным в мае 2011 года, стала эталонная карта запасов углерода биомассы, покрывающая 2,5 миллиарда гектаров (9,65 миллиона квадратных миль) лесов в 75 странах на трех континентах. Несмотря на то, что предыдущие усилия наносили на карту тропические леса в региональном или местном масштабе, новая карта является «первой попыткой систематического количественного определения распределения лесного углерода по всему тропическому региону», - говорит Саатчи.

На этой карте показано общее количество углерода, хранящегося в биомассе Новой Гвинеи, густо засаженного деревьями острова к северу от Австралии. (Карта НАСА Роберта Симмона с использованием данных Saatchi et al., 2011.)

Исследователи обнаружили, что почти 247 гигатонн (миллиардов тонн) углерода было поглощено в тропических лесах, из которых 193 гигатонны хранятся над землей в стволах, ветвях и листьях, а 54 гигатонны хранятся под землей в корнях. На долю лесов в Центральной и Южной Америке приходилось 49 процентов от общего количества, из которых Юго-Восточная Азия защищала 26 процентов, а страны Африки к югу от Сахары - 25 процентов хранилищ углерода.

Информация о неопределенности данных почти так же важна, как и знание количества биомассы в районе. Области Новой Гвинеи, где углеродная биомасса относительно хорошо известна, показаны зеленым, а более неопределенные измерения - оранжевым и красным. (Карта НАСА Роберта Симмона с использованием данных Saatchi et al., 2011.)

Саатчи больше всего гордится тем, что его карта не только оценивает запасы углерода, но также дает четкое представление о качестве и достоверности оценки. «Наша карта показывает нам углерод в любом месте тропических лесов и насколько мы уверены в наших оценках», - говорит Саатчи. Исследовательская группа создала математические модели, чтобы показать допустимую погрешность в своих оценках углерода. По словам Саатчи, на национальном и региональном уровне неопределенность составляет от 1 до 5 процентов. & ldquo С учетом того, что оценка биомассы по наземным измерениям имеет погрешность от 10 до 20 процентов по большим участкам, наша неопределенность в глобальном картировании является очень разумной. & rdquo

Знать что-то о планках погрешностей важно для укрепления доверия у управляющих ресурсами и экономистов, которые пытаются оценить потребности и ценности лесов. Это также важно для того, чтобы указать исследователям на области, в которых требуется дополнительная работа.

«Мы можем продвигать науку, изучая неопределенность, а наземная часть глобального углеродного цикла очень неопределенна», - утверждает Саатчи. & ldquoСбор данных на местах чрезвычайно ограничен из-за трудностей доступа и отсутствия инфраструктуры в большинстве тропических регионов & mdash, хотя это то, что мы не обязательно хотим менять. Тем не менее, нам действительно нужны более систематические и прозрачные измерения тропических лесов. & Rdquo

Крупный план Соединенных Штатов

& ldquoМенеджеры ресурсов должны видеть леса с точностью до разрешения нарушений - масштаб, в котором стоянки, застройки или фермы вырубаются в результате обезлесения », - говорит Йозеф Келлндорфер из Исследовательского центра Вудс-Хоул (WHRC). Его исследовательская группа недавно довела его до этого уровня, когда в апреле 2011 года они выпустили Национальный набор данных по биомассе и углероду (NBCD) для США.

Национальный набор данных о биомассе и углероде (NBCD) - это крупнейшая из когда-либо составленных карт лесной биомассы с высоким разрешением. Ученые из Исследовательского центра Вудс-Хоул создали карту, объединив спутниковые данные с точными наземными измерениями. (Карта Роберта Симмона, основанная на данных Исследовательского центра Вудс-Хоул.)

& ldquoМы предоставляем информацию по шкале управления, - отмечает Келлндорфер. Леса в США, а также содержание в них углерода нанесены на карту до 30 метров, или примерно 10 пикселей дисплея компьютера на каждый гектар земли (4 пикселя на акр). & ldquoЭтот набор данных представляет собой комплексное представление о структуре леса и хранении углерода и обеспечивает важную основу для оценки изменений в будущем. & rdquo

Более шести лет Келлндорфер, Уэйн Уокер и их команда в Вудс-Холе сотрудничали с Лесной службой США и Геологической службой США (USGS), чтобы составить национальную карту лесов с помощью космических радаров и оптических датчиков, компьютерного моделирования и множества других материалов. наземных данных. Они разделили страну на 66 картографических зон и в итоге нанесли на карту 265 миллионов сегментов американской суши. По оценкам Келлндорфера, картографическая база данных включает измерения примерно пяти миллионов деревьев.

Исследователи начали с данных миссии по радиолокационной топографии шаттла, которая была запущена на космическом шаттле. Стараться в 2000 году. С помощью этого космического радара Геологическая служба США и Лаборатория реактивного движения НАСА построили топографические карты почти всех наземных масс Земли от 60 градусов северной широты до 60 градусов южной широты.

К 2005 году Келлндорфер расшифровал сигналы (рассеивающие поверхности) в электромагнитных волнах, обнаруженных радаром и данными, которые показали высоту растительности. Вычтя высоту верхушек деревьев из высоты земли, ученые смогли оценить высоту и плотность древесных растений, деревьев и кустарников, покрывающих поверхность.

Но эти цифры были только началом. Команда Kellndorfer & rsquos объединила свои данные с Национальной базой данных о земном покрове, которая была построена на основе спутниковых снимков Landsat поверхности Земли. Они изучили биологию и геологию своего изображения. Как разная высота земли влияет на высоту и толщину деревьев? Что может и что не может расти на определенных высотах?

Последней частью головоломки была истина. Келлндорфер заручился поддержкой Элизабет Ла Пойнт и его коллег по программе инвентаризации и анализа лесов Лесной службы США. Федеральные лесники проводят перепись национальных деревьев, ведя учетную площадь на каждые 6000 акров леса и измеряя деревья на этом участке не реже одного раза в пять лет.

Эти участки, однако, не доступны для непосредственного исследования или изучения Kellndorfer или кем-либо, кроме службы & mdasha, которая защищает целостность набора данных и права владельцев частной собственности. Таким образом, команда Woods Hole подготовила тысячи наборов данных с 15-20 переменными, которые LaPoint мог сравнить с инвентаризацией леса.

NBCD разделен на 66 экорегионов. Зона, соответствующая прибрежному северо-западу Тихого океана, имеет самую плотную биомассу в Соединенных Штатах. (Карта Роберта Симмона, основанная на данных Исследовательского центра Вудс-Хоул.)

В конце концов, исследовательская группа смогла построить карту с более высоким разрешением и большей детализацией, чем любая крупномасштабная карта лесной биомассы, когда-либо сделанная. На карте показаны шахматные схемы вырубки старых зарослей на северо-западе Тихого океана и высокоуправляемых лесных хозяйств на юго-востоке. На Среднем Западе деревья очерчивают реки и границы между фермами, в то время как леса снова появляются на земле, которая когда-то была расчищена для посевов. В Средней Атлантике и Новой Англии земли, которые были обнажены в первые годы существования нации, теперь снова засажены деревьями, несмотря на то, что среди лесов много городских построек.

В полном разрешении NBCD показывает каротаж в масштабе отдельных участков. (Карта Роберта Симмона, основанная на данных Исследовательского центра Вудс-Хоул.)

«Леса - ключевой элемент человеческой деятельности», - говорит Келлндорфер. & ldquoПоэтому мы должны знать, сколько у нас есть и где, чтобы вести рациональный менеджмент и сбор урожая. Эта карта дает нам еще один инструмент, позволяющий увидеть наш драгоценный ресурс & rdquo.

Создание лучшей измерительной палки

Лидар, радар, изображения в видимом свете, наземные исследования и компьютерные модели - все это дает несколько разные ответы на одну и ту же проблему. Три разные группы создали три разные карты лесов и углерода за пятнадцать месяцев. Группы в Стэнфорде, Европейском космическом агентстве, Бразилии, Лесной службе США и десятках других организаций задают аналогичные вопросы, иногда как конкуренты, иногда как сотрудники.

На расстоянии исследования иногда могут показаться излишними. Но параллельные подходы и конкуренция всегда были рецептом инноваций и более глубокого понимания.

Дэвид Хардинг (слева), Чарльз Гейтб (справа) и Рафаэль Ринкон (сзади) были тремя ведущими учеными в рамках полевой кампании Eco 3D. Каждый из исследователей отвечал за разные инструменты. Понимание мира и леса улучшается благодаря тому, что несколько групп смотрят на проблему с разных точек зрения. (Фотография НАСА любезно предоставлена ​​Джоном Рэнсоном, GSFC.)

«Это похоже на исследования рака, когда у вас есть разные лаборатории и разные страны, занимающиеся одной и той же проблемой», - сказал Джон Рэнсон. & ldquoКаждый смотрит немного под другим углом и с другой методологии. Группы сотрудничают в максимально возможной степени, берут доступные данные и извлекают из них максимум пользы. В конце концов, это & ​​rsquos дополняет и улучшает науку в целом & Rdquo.

Главный приз - единообразная стандартизированная карта высот лесов и запасов углерода на всех континентах одновременно. И эту карту следует обновлять и пересматривать по мере того, как деятельность человека обновляет нашу планету.

«Мы довольно хорошо разбираемся в лесных территориях по всему миру, но не так хорошо разбираемся в структуре или изменениях», - говорит Стив Раннинг, член Межправительственной группы экспертов по изменению климата. & ldquoМы нуждаемся в более совершенном глобальном ежегодном измерении наших запасов углерода. Нам нужно знать, как все меняется каждый год из-за пожаров, нового роста и возобновления роста, опустынивания и вырубки лесов & rdquo.

& ldquo, Как мы можем охватить весь мир, - добавляет Бег, & ldquo, и делать это каждые два-три года, что и нужно науке? & rdquo

Количество вариантов космического картографирования стало меньше. Миссия ICESat завершилась в 2009 году. Его следующая миссия, ICESat II, намечена к запуску в 2016 году, но не обязательно будет иметь возможность просматривать леса так же, как его предшественник. РЛС с синтезированной апертурой, использовавшаяся для миссии по топографии радара шаттла, предоставила глобальную картину ландшафтной структуры Земли в начале 2000 года, но космический шаттл был выведен из эксплуатации в июле 2011 года. Подобная технология могла бы обеспечить структуру леса и покрытие во всем мире каждый год, если бы запускалась на космической станции. или другой спутник.

Многие исследователи леса и экологи рассчитывали на миссию, предложенную много лет назад и рекомендованную Национальным исследовательским советом в 2007 году - спутник «Деформация, экосистема, структура и динамика льда». DESDynl объединит радиолокационные и лидарные технологии, чтобы получить трехмерное изображение лесов и их запасов углерода. Но весной 2011 года эта миссия была приостановлена ​​на неопределенный срок, поскольку правительство США резко урезало бюджет. В настоящее время исследователи ищут другие способы управлять этими приборами в космосе.

Исследователи НАСА используют летательные аппараты, такие как P3 Orion, для проведения измерений, которые дополняют и сокращают разрыв между спутниковыми миссиями. (Фотография НАСА любезно предоставлена ​​Джоном Рэнсоном, GSFC.)

Рэнсон и его коллеги Дуг Мортон, Брюс Кук, Росс Нельсон и другие из НАСА Годдард предприняли попытку найти путь вперед. С августа 2011 года они управляли экспериментальными приборами на исследовательских самолетах НАСА, пересекая восточную часть Соединенных Штатов и подводя итоги всего, от субтропических водно-болотных угодий до бореальных лесов. Команда летала над участками инвентаризации и анализа лесов в Мэне, Нью-Гэмпшире, Пенсильвании, Мэриленде, Вирджинии, Северной Каролине и Флориде, пролетая под старыми спутниковыми трассами ICESat. Кук говорит, что команда намеревается откалибровать свои данные по измерениям, полученным с помощью ICESat, & ldquo и посмотреть, сможем ли мы обнаружить изменения при повторном облете местности & rdquo.

Летом 2011 года Рэнсон возглавил миссию Eco-3D по измерению лесов на востоке США и Канады с помощью трех основных инструментов - мдашрадара, лидара и радиометра. Цифровой радар с синтезированной апертурой и формированием луча (DBSAR) обеспечивает широкий горизонтальный обзор, отделяя лес от другого земного покрова и давая представление о плотности биомассы. Многополяризационный лидар с подсчетом фотонов (SIMPL) для получения изображений на склонах измеряет высоту и структуру лесного покрова, а также дает подсказки о типах измеряемых деревьев. Радиометр облачного аэрозоля (CAR) измеряет светоотражающие свойства листьев и ландшафта, что позволяет исследователям узнать о составе и состоянии леса.

Лидарные инструменты измеряют высоту деревьев, отражая лазерный свет от кроны деревьев. (Изображение НАСА Роберта Симмона.)

Помимо Eco-3D, команда Годдарда работает с партнерами в Канаде и Бразилии над улучшением картографирования лесов с воздуха, что, возможно, будет лучшим методом, который будет иметь мир до тех пор, пока космический лидар и радар не будут снова запущены.

Чего это всего стоит?

«Удивительно, как много людей действительно нуждаются в наших данных», - отмечает Саатчи. & ldquoI & rsquove засыпали письмами от людей, которым нужны эти карты. & rdquo

Почтовый ящик Kellndorfer & rsquos тоже переполнен. Сотни экологов, лесных менеджеров, академических ученых, градостроителей, групп по охране земель, лесозаготовительных компаний, разработчиков климатических моделей, инженеров-строителей, биологов, менеджеров по рыболовству и охоте искали карты почти ежедневно. По мере того, как международные переговорщики приближаются к соглашениям и экономическим рынкам для управления выбросами и хранением углерода, вероятно, их станет больше.

Новая информация о лесах по всему миру поможет обществу прогнозировать изменение климата, как естественное, так и антропогенное, и реагировать на него. (Фотография и копия 2006 г. * ясновидение *.)

«Работа, которую мы проводим, может помочь повысить экономическую ценность лесов», - говорит Годдард Дуг Мортон. & ldquoПолитики и экономисты хотят знать запасы углерода в лесах в очень мелких пространственных масштабах, и странам, естественно, необходимо улучшить свои оценки запасов, чтобы участвовать в рынке углерода в лесах. Это игра с высокими ставками в области политики. & Rdquo

Развивающиеся страны проводят учет углерода в своих лесах в рамках усилий по смягчению последствий изменения климата под названием «Сокращение выбросов в результате обезлесения и деградации» или REDD +. К научным партнерам из США и Европы часто обращаются за технической помощью.

«Рынки торговли углеродом будут частично основаны на продаже кредитов на леса», - говорит Бегущий. & ldquoЕсли торговля углеродом будет приносить миллиарды долларов, то знание того, где находится углерод и сколько его, приобретает огромное политическое и экономическое значение. Нам нужен скоординированный глобальный план мониторинга, чтобы сделать его законным & rdquo.


Получение грязи на углероде

В рамках углеродного цикла листья разлагаются, а углерод в их телах расщепляется и перерабатывается. Часть его выбрасывается в воздух в виде углекислого газа или CO2. Остальное перемещается в почву.

Поделись этим:

Каждый год приходит весна, цветут растения, а деревья распускаются во всей своей зеленой красе. Приходите осенью, ныряя в груды опавших листьев, вы можете подумать, что жизненный цикл листа подошел к концу.

Но это не так. Как только лист попадает в грязь, начинается новый цикл. Все эти ярко окрашенные листья похожи на леденцы для грибов и бактерий на земле. Эти разлагатели, организмы, которые питаются мертвым веществом, работают, расщепляя листья, чтобы создать для себя насыщенную энергией пищу. В процессе разложения также делают питательные вещества доступными для других организмов.

Учителя и родители, подпишитесь на шпаргалку

Еженедельные обновления, которые помогут вам использовать Новости науки для студентов в учебной среде

Эта схема утилизации - это не просто заговор по производству грибов и других полезных объектов. Это часть сложного химического цикла, который помогает регулировать климат Земли. И все это основано на углероде, каком-то элементе или крошечном веществе.

Углерод является строительным материалом для всей жизни на Земле. Каждая клетка каждого живого существа - включая растения, животных и людей - содержит хотя бы часть этого вещества.

Углерод содержится не только в живом веществе. Он также находится внутри мантии Земли, в слое между корой и ядром, а также в морской воде, воздухе, скалах и почве. Углерод планеты постоянно перетекает от одного из них к другому, создавая так называемый углеродный цикл.

Возьмем, к примеру, эти листья. Когда они разлагаются или гниют, углерод в их телах расщепляется и перерабатывается. Часть его выбрасывается в воздух в виде углекислого газа или CO2. Остальное перемещается в почву.

Почва - отличное место для углерода. Там он может оставаться запертым в течение сотен, тысяч или даже миллионов лет, добавляя питательные вещества, необходимые для выращивания пищи. Сохранение углерода в почве также позволяет не допустить его попадания в атмосферу.

Копаться в

Углерод имеет очень сложный круговорот в почве и атмосфере. Эти два цикла неразрывно связаны, говорит Патрик Дрохан, почвовед (ученый, изучающий почву) из Университета штата Пенсильвания в Юниверсити-парке.

Хотя часть углерода в почве поступает из осадочных пород, таких как известняк, большая часть его поступает из органических веществ, то есть отходов живых организмов. Звучит немного противно, но это действительно круто. Он объясняет цикл так:

Какает белка (или умирает растение или животное), отходы разлагаются. Питательные вещества, содержащиеся в органическом веществе, включая углерод, попадают в почву с помощью таких разрушителей, как грибы и бактерии. С годами питательные вещества еще больше расщепляются. В конце концов, питательные вещества реабсорбируются растением, поглощающим воду, или человеком, употребляющим пищу, выращенную в почве, или, возможно, крошечным организмом, называемым микробом в почве. Когда этот микроб дышит, он выделяет CO2 в атмосферу. Растения поглощают CO2, выделяемый микробом. Отсюда цикл начинается снова.

Листья на земле похожи на леденцы для грибков и бактерий. Эти разлагатели, организмы, которые питаются мертвым веществом, работают, расщепляя листья, чтобы создать для себя насыщенную энергией пищу. В процессе разложения также делают доступными питательные вещества для o

Обеспокоенность быстрым накоплением углекислого газа в атмосфере побудила ученых искать способы улавливать или сдерживать углерод в почве и растениях. Ключом к этому является растениеводство.

Ученые говорят, что поощрение и защита роста лесов и других растений может повысить способность растений поглощать CO2 из атмосферы. Такая практика может также увеличить способность почв накапливать углерод в течение длительных периодов времени.

Сила растений

Большая часть углерода на Земле хранится в растениях и почве.

Откуда весь этот углерод? Растения получают весь свой углерод из углекислого газа или CO2 в атмосфере. Листья деревьев и сельскохозяйственных культур поглощают CO2 во время фотосинтеза - химического процесса, который превращает солнечный свет в пищу. Затем растения выплевывают часть CO2 обратно во время другого процесса, называемого дыханием, так как растения «дышат».

Растения, особенно деревья, настолько эффективно поглощают углекислый газ из воздуха, что поглощают больше углерода, чем выделяют. Вот почему их называют «поглотителями углерода».

Деревья, сгруппированные в лесах, еще более эффективны. По оценкам ученых, в лесах Земли в настоящее время хранится более 75 процентов надземного углерода планеты. А в лесах хранится почти столько же углерода почвы на планете.

Ученые работают над разработкой стратегий управления лесами, которые помогут поглотить часть дополнительного CO2 в атмосфере. Но это не так просто, как может показаться.

Не все леса на самом деле хранят углерод, говорит Питер Кертис, лесной эколог из Университета штата Огайо в Колумбусе, который изучает роль лесов в углеродном цикле. «Некоторые леса несут чистый убыток».

Это не означает, что деревья перестали фотосинтезировать. Это просто означает, что дыхательная часть, потеря, больше, чем выигрыш, объясняет он.

Учет углерода

Кертис пытается измерить, сколько углерода может удерживаться в лесах на Среднем Западе и в районе Великих озер. Работая на биологической станции Мичиганского университета в северном Мичигане, у него есть два способа сделать это.

Во-первых, он использует высокотехнологичный подход: информация собирается вокруг двух метеорологических или погодных вышек, которые очень похожи на вышки сотовой связи. Башни высотой 150 футов - примерно как 15-этажное здание - возвышаются над пологом леса.

Приборы на вышках измеряют, сколько CO2 поглощается листьями деревьев. Приборы также измеряют температуру и уровень влажности в воздухе, записывая информацию до 10 раз в секунду.

Ученые также используют некоторые «низкотехнологичные» методы для сбора данных. Другими словами, исследователи проводят много времени на земле, измеряя деревья и собирая листья, чтобы увидеть, сколько мусора разложилось.

Используя эту информацию, Кертис отслеживает, сколько углерода поглощают леса в процессе фотосинтеза и сколько они теряют при дыхании.

Углерод является строительным материалом для всей жизни на Земле. Каждая клетка каждого живого существа, включая цветы, лягушек и людей, содержит хотя бы часть этого элемента.

«Это как банковский счет», - говорит он. «Если вы получаете 10 долларов в качестве пособия, но у вас есть 8 долларов на расходы, то 2 доллара - это то, что идет на ваш счет».

Деревья могут поглощать тонну CO2 на акр, но дышат 1500 фунтов, оставляя «прибыль» в размере 500 фунтов потребления углерода.

К счастью, большинство лесов поглощают больше углерода, чем теряют. В целом, по словам Кертиса, леса планеты поглощают около 25 процентов CO2, создаваемого деятельностью человека.

Районы, густо заселенные лесами, поглощают еще большее количество антропогенного CO2. В некоторых частях Мичигана или Мэна дубы и сосны, растущие в лиственных лесах, поглощают около 60 процентов углерода, выделяемого людьми, живущими в этом районе.

«Лес в одной из этих областей может поглощать ежегодные выбросы около 225 000 автомобилей», - говорит Кертис. «Мы называем это экологическим лесом».

Но изменения количества осадков и температуры могут из года в год изменять способность леса удерживать углерод. Например, неоправданно высокие температуры в прохладном влажном лесу могут ускорить разложение почвенного вещества. Когда это произойдет, углерод, который хранился в почве в течение сотен, даже тысяч лет, может быть выпущен обратно в атмосферу.

По словам Кертиса, такие изменения были задокументированы в некоторых канадских лесах. «Это одна из самых серьезных проблем, связанных с изменением климата. Когда температура повышается, разложение усиливается, лес становится суше, и весь углерод почвы начинает теряться ».

Небольшие изменения

По словам Дрохана, ученые пока не знают всех последствий изменения климата для способности почвы накапливать углерод.

Однако они знают, что даже небольшое изменение в хранении углерода в почве может оказать значительное влияние на глобальный углеродный баланс. С этой целью исследователи ищут способы, которыми фермеры могут лучше управлять своими посевами и почвой.

Практика, направленная на удержание углерода в почве, принесет пользу фермерам, а также планете. Углерод добавляет органические вещества, которые помогают почве удерживать питательные вещества и воду. Углерод почвы также улучшает структуру почвы, что приводит к лучшему дренажу и аэрации или потоку газов для корней. Это означает более здоровые растения и лучшую урожайность для фермеров.

Необязательно быть фермером, чтобы получать выгоду или помогать. Кертис проводит часть своего времени, работая с правительственными чиновниками и землевладельцами, помогая им управлять лесными территориями на благо планеты и ее почвы.

В Мичиганском технологическом университете преподаватели и студенты возглавляют усилия сообщества по возвращению углерода в почву. Группа бросает бревна и другой мусор в большой контейнер. Затем эти отходы медленно сжигают при низкой температуре, чтобы создать биочистку.

Даже небольшие усилия сообщества могут помочь. В Мичиганском технологическом университете преподаватели и студенты возглавляют усилия сообщества по возвращению углерода в почву. Вместо того, чтобы позволить сельскохозяйственным и растительным отходам разлагаться самостоятельно, группа бросает бревна и другой мусор в большой контейнер. Затем эти обрезки медленно сжигают при низкой температуре.

В процессе тления образуется вещество под названием biochar, напоминающее уголь, оставленный костром. Что еще более важно, медленное горение предотвращает выброс большей части углерода обратно в воздух, - говорит Майкл Мур, возглавляющий работу. Затем уголь можно возделывать прямо в почву, где углерод остается заблокированным в течение многих лет.

«Туземцы Амазонки веками использовали эту технику для удобрения почвы», - говорит Мур, преподаватель письма и поэзии. Об этом он узнал, путешествуя по Гондурасу.

Biochar еще не готов к крупномасштабному сельскому хозяйству, но Мур говорит, что такие общественные усилия дают обычным гражданам возможность помочь планете. И это приносит пользу всем.


Что заставляет листья прорастать весной?

Весенний платан с распустившимися бутонами и появлением цветов. Предоставлено: Мост Альберта, geograph.org.uk.

Если вы сейчас находитесь в нижних широтах Канады, взгляните на улицу. & # 160 Большинство деревьев находятся в процессе прорастания листьев урожая 2011 года & # 160. Всего несколько недель назад они казались бесплодными & # 150 сейчас происходит взрыв новой жизни.

Но как это происходит? & # 160 Как объясняет в этом интервью всемирно известный биолог растений (и заместитель директора по исследованиям в Университете штата Калифорния в Скарборо) профессор Малькольм Кэмпбелл, это распускание почек является результатом сложной программы, разработанной деревьями. за десятки тысяч лет. & # 160

Что такого особенного в весне, из-за которой на деревьях из года в год появляются новые листья?

Несмотря на то, что сейчас весна, вся программа, которую вы наблюдаете, была развернута осенью.

По мере того, как осенние дни становятся короче и температура снижается, дерево начинает бездействовать, а затем в той же программе настраивается на лопание почек весной. и температура, самая важная из осенних - это продолжительность светового дня.

Это действует как сигнал для завода, чтобы начать отключаться. & # 160 На самом деле, иными словами, важна продолжительность ночи & # 146. или день сокращения и запускает программу по отключению.

Тем не менее, даже растения в тропических зонах или в более низких широтах все равно будут отключаться в зимние месяцы, даже если продолжительность дня может не уменьшаться так резко, как в Канаде. И они делают это, воспринимая другие сигналы. & # 160 Снижение температуры - один из сигналов. & # 160 Доступность воды также важна & # 160 & # 160 Обратите внимание на леса, которые существуют недалеко от экватора & # 151, они используют сигналы, которые получены от наличия воды & # 160 Так что в в конце августа и начале сентября в северном полушарии, когда количество осадков падает, это может служить сигналом, заставляя дерево отключаться и переходить в состояние покоя.

Когда на деревьях образуется эта спящая почка, эта застывшая почка, которую мы видим в зимние месяцы, которая защищает растущие ткани под ней от непогоды, они настраиваются на то, чтобы снова вырасти весной и убедиться, что они интерпретируют сигналы зимой, так что что они больше не отрастают весной в неподходящее время.

Почему из года в год появляются разные листья? & # 160 & # 160 Моя жена отметила в 2010 году, что все листья прилетели 1 мая. & # 160 В этом году середина мая, а деревья еще не полностью распустились & # 160 Почему?

Позвольте мне сначала рассказать немного о предыстории.

Настроенная программа зависит от наличия того, что называется «требованием к холоду», № 148. и, при условии, что растения нагреваются до соответствующей температуры, весной у них распускаются бутоны ». Оба фактора важны.

Это объясняет, почему деревья из более низких, более теплых широт плохо переносят холодный климат. Что произойдет в холодном климате, так это то, что их потребность в холодной температуре или пониженной температуре воды будет удовлетворена очень быстро, и вы можете представить, что у вас может быть очень теплый день в январе, и что произойдет, что на этих деревьях лопнут почки, а затем мы & # После этого у них будет похолодание, и это их убьет.

Мы уже видели это раньше, даже в Канаде, для деревьев в более низких широтах, особенно для тех, которые проходят вдоль границы между Канадой и США. 160 В 1930-х годах для деревьев выполнялись минимальные требования для холодных дней, и температура повышалась относительно рано. весной. & # 160 На деревьях распускаются почки, появляются листья, а затем произошло похолодание, и у нас была катастрофическая потеря деревьев из-за удовлетворения требований к холоду, теплого времени и затем снова поздних весенних заморозков. .

Итак, отвечая на ваш вопрос, в 2010 году почки могли лопнуть на две недели раньше, чем в этом году, потому что осень 2009 года была достаточно холодной для деревьев. & # 160 Итак, как только продолжительность ночи стала длиннее, деревья перешли в спячку. программа, а затем дерево смогло выполнить свое требование холодных дней, а затем было достаточно теплых дней, чтобы позволить дереву сказать: & # 147OK, время подходящее, я могу снова лопнуть почку & # 148

И что же произошло в этом году, что позже заставило их лопнуть бутон?

В прошлом году могла быть более теплая осень. & # 160 Теплая осень может испортить растения & # 160 Насколько я помню, в прошлом году была теплая осень & # 160 Это одна из вещей, которые беспокоят людей. с глобальным изменением климата & # 151, если у нас будет более теплая осень & # 160, этот сигнал не будет там, чтобы сказать дереву, чтобы оно уходило в спячку осенью, и у них не будет необходимого сочетания продолжительности дня и температуры, чтобы должным образом закрыться. их вниз.

Это то, что могло произойти в этом году ». 160 Другой признак состоит в том, что у нас не было достаточно продолжительного количества теплых дней на весенней стороне, чтобы вывести их из спячки. встречались зимой, но теперь у нас не было достаточно теплых дней подряд, чтобы вывести их из спячки. .

Могут ли деревья адаптироваться к тому, что мы ожидаем от совершенно разных климатических условий, к которым приведет глобальное потепление?

Это правда, что деревья могут адаптироваться и приспособиться к довольно значительным изменениям климата в прошлом.

Например, во время последнего периода оледенения многие виды деревьев, знакомые здесь, на юге Канады, были вытеснены на юго-запад, Калифорнию и Флориду, когда ледяной щит продвинулся с севера. На это ушло от 10 000 до 15 000 человек. лет. & # 160 & # 160 & # 160 В этом и заключается проблема сегодняшнего дня & # 150, хотя верно то, что в долгих геологических масштабах времени растения и животные могут адаптироваться, если вы говорите о дереве, которое не имеет способности сорвать вверх и перемещаться на большие расстояния, тогда изменение климата, происходящее в очень сжатой временной шкале, может сильно усложнить жизнь дереву.

U of T проводит много исследований, чтобы понять жизненные системы деревьев и растений, не так ли?

Да, мы сделали несколько важных открытий. & # 160 Одно из них сделано профессорами Университета Калифорнии Питером МакКуртом, Дарреллом Десво и Ником Провартом из отдела клеточной и системной биологии и бывшим профессором Университета Калифорнии Шоном Катлером. достигли понимания на очень подробном уровне механизма, который воспринимает гормоны, которые говорят растению: «Теперь пришло время отключиться».

Моя собственная лаборатория работала над пониманием всех генов, которые экспрессируются в ответ на подобные сигналы, но мы были сосредоточены на другом сигнале - не на температуре, а на доступности воды. Мы работаем над пониманием молекулярных путей, которые контролируют процессы в растении, которые, как мы видим, меняются вокруг нас, например, листья опадают, а затем снова растут.

Интересно, как эта работа по изучению деревьев и растений похожа на работу, проделанную над здоровьем человека.

Абсолютно верно. & # 160 Инструменты, которые мы используем для исследования персонализированной медицины или трансляционной геномики, которые так важны для людей, - это те же инструменты, которые используются для понимания и защиты здоровья лесов и сельскохозяйственных культур.


В большинстве северных регионов с умеренным климатом хорошее время для удобрения деревьев - с осени до середины весны. В это время корни дерева берут питательные вещества из почвы и применяют их для важных функций, способствующих укреплению здоровья, таких как развитие корней и устойчивость к болезням, а не просто для роста новых побегов.

В период вегетации удобрения могут помочь дереву преодолеть недостаток минералов и бороться с инфекциями. Если вы вносите удобрения в середине или конце лета, избегайте составов с высоким содержанием азота, так как это будет способствовать слабому новому росту, который можно легко повредить зимой.


Где растет радужный эвкалипт?

Радужный эвкалипт (Эвкалипт деглупта) - единственное дерево эвкалипта, произрастающее в северном полушарии. Он растет на Филиппинах, в Новой Гвинее и Индонезии, где растет в тропических лесах, где много дождей. Дерево вырастает до 250 футов (76 м) в высоту в естественных условиях.

В США радужный эвкалипт растет в безморозном климате на Гавайях и в южных частях Калифорнии, Техаса и Флориды. Подходит для зон устойчивости растений Министерства сельского хозяйства США 10 и выше. В континентальной части США дерево вырастает только до высоты от 100 до 125 футов (от 30 до 38 м). Хотя это лишь половина высоты, которую он может достичь в своем естественном ареале, это все же массивное дерево.


Температура и рост деревьев

Рост деревьев помогает лесам США поглощать 12% ископаемого топлива, выбрасываемого в США (Woodbury et al. 2007), поэтому прогнозирование роста деревьев для будущего климата имеет значение. Сами по себе прогнозы будущего климата являются неопределенными, но ученые-климатологи, вероятно, больше всего доверяют прогнозам температуры. Прогнозируется, что температура повысится на 0,2 ° C в следующие два десятилетия, а затем на 1,5–3,5 ° C в конце века, в зависимости от модели и сценария выбросов (IPCC 2007). В этом выпуске Уэй и Орен (2010) дают подробный, своевременный и важный синтез влияния температуры на рост деревьев. Я выделю некоторые из их выводов и подумаю о других способах решения проблемы.

Уэй и Орен (2010) обнаружили, что повышение температуры обычно увеличивает рост деревьев, за исключением тропических деревьев. Они предполагают, что это, вероятно, происходит потому, что деревья умеренного и северного климата в настоящее время работают ниже своего температурного оптимума, в то время как тропические деревья находятся на своем участке. Реакция роста на температуру заключалась не просто в ускорении той же траектории онтогенеза, достигаемой при нынешних температурах. Примечательно, что температура изменила траекторию. Более теплые деревья были выше и тоньше, с большим количеством листвы и меньшим количеством корней! Эти изменения были более выражены у лиственных видов, чем у вечнозеленых видов, как и общая реакция роста на температуру. Вопреки ожиданиям в литературе (Ryan 1991), дыхание растений меньше реагировало на повышение температуры, чем фотосинтез, потому что дыхание акклиматизировалось, а фотосинтез - нет. Уэй и Орен (2010) также разработали и протестировали общие уравнения для оценки влияния температуры на рост деревьев, которые должны быть полезны для корректировки моделей. Поскольку в литературе преобладали исследования горшков, проведенные с удалением ограничений на воду и питательные вещества, они подозревают, что уравнения могут иметь тенденцию переоценивать реакцию роста на температуру в экосистемах, особенно там, где они ограничивают. В качестве заключительного комментария Уэй и Орен (2010) предлагают отличную модель того, как синтезировать различные исследования, поскольку методы ясны и статистически точны, а ограничения и потенциальные мешающие факторы определены и устранены.

Насколько хорошо уравнения, разработанные на основе результатов исследований, проведенных на разных сайтах, могут предсказать отклик для отдельного сайта? Это важно учитывать, потому что уравнение будет применяться к отдельному участку. Проблемы с межсайтовыми отношениями могут возникнуть, если популяция на определенном участке откликнется иначе, чем объединенные популяции на разных участках. В качестве примера представьте, что межсайтовые отношения развивались из 10 популяций, изображенных на рисунке 1 (Rehfeldt et al. 2002). Поскольку каждая из популяций в настоящее время растет при оптимальных температурах, межсайтовая взаимосвязь покажет реакцию, соединяющую пики (пунктирная линия), но реакция любой отдельной популяции будет сильно отличаться. Индексы дисперсии или общая статистика соответствия модели для межсайтовой модели могут помочь оценить это. Однако, поскольку внутрисайтовые данные, используемые для межсайтовых отношений, представляют лишь небольшую часть общего ответа, они составляют лишь небольшую часть ответа населения. Уэй и Орен (2010) проверили их взаимосвязь между площадками для одного вида (пихта Дугласа) и обнаружили, что чем конкретнее взаимосвязь между площадками (например, потепление только для вечнозеленых растений), тем лучше она соответствует конкретному месту. . То, что прогнозируемое повышение температуры в течение следующего столетия (IPCC 2007) находится в пределах диапазона для большинства экспериментов, предполагает, что межузловая взаимосвязь является хорошей начальной оценкой для следующего столетия.

Реакция роста деревьев на температуру различается среди популяций, где каждая популяция находится на пике своей кривой роста (черные кружки). Связь между сайтами для этих данных (пунктирная линия) плохо предсказывает реакцию любой данной популяции.

Реакция роста деревьев на температуру различается среди популяций, где каждая популяция находится на пике своей кривой роста (черные кружки). Связь между сайтами для этих данных (пунктирная линия) плохо предсказывает реакцию любой данной популяции.

Механическое понимание влияния температуры на рост деревьев может также исходить из понимания влияния температуры на деление и рост клеток, которые, как правило, более чувствительны к изменчивости окружающей среды, чем фотосинтез и дыхание (Hsiao 1973, Körner 2003). У многих деревьев во многих ситуациях фотосинтез не контролирует углеродный баланс дерева (Körner 2003). Скорее, контроль над поглотителями со стороны растущих клеток, и обратная связь с поглотителями также может регулировать фотосинтез и дыхание (Cannell and Thornley 2000, Wiemken and Ineichen 2000). Движение к лучшему пониманию экологического контроля над делением клеток, размножением клеток и разделением фотосинтеза на различные приемники может помочь в достижении лучшего механистического понимания того, как рост деревьев будет реагировать в будущих средах.

Ускоряет рост деревьев в более теплом климате, чтобы помочь уменьшить выбросы CO2 выбросы от ископаемого топлива и изменения в землепользовании в тропиках? Рост деревьев является лишь частью уравнения для углерода, хранящегося в лесах или доступного для использования в качестве топлива из биомассы с низким содержанием углерода или для замены бетона и стали (материала с высокими затратами на углерод для производства). Другая часть уравнения - реакция уровня смертности деревьев на будущий климат - неизвестна (Ryan et al. 2010). Такие нарушения, как лесные пожары, нашествия насекомых и ураганы, могут усиливаться в более теплом мире (Ryan et al. 2008), и есть некоторые предположения, что это увеличение может происходить сейчас (Westerling et al. 2006). Если возмущения действительно увеличиваются, любое увеличение накопления или доступности углерода в лесах за счет более быстрого роста может быть сведено на нет потерями возмущения, если только смертность деревьев не может быть использована быстро после того, как это произошло.


Весенний урок: узнаем о деревьях

EducationWorld рада представить этот урок в рамках программы «Познакомься», которая вдохновляет молодежь открывать для себя мир природы, предлагая инновационные программы, ресурсы и мероприятия. Оригинальный план урока был разработан при консультациях с известным художником и натуралистом Робертом Бейтманом и научными консультантами из Министерства образования Калифорнии. Урок появляется на странице ресурсов по передовым методам программы «Знакомство», которая предоставляет учителям и родителям бесплатные современные планы уроков, видео и интерактивные занятия, призванные соединить детей с природой с помощью искусства, музыки, драмы, письма, фотографии и видео. и ведение дневника природы. Здесь вы найдете дополнительную информацию, в том числе большой выбор планов уроков.

Предметы

Наука
& # 13 - Наука как вопрос
& # 13 - Наука о жизни

Краткое описание

В этом практическом научном задании учащиеся испытывают деревья, используя другие органы чувств, помимо зрения.

  • Научитесь определять несколько видов деревьев по виду, осязанию и запаху & # 13
  • Уметь описывать несколько видов деревьев на основе таких характеристик, как форма и тип листьев, кора, форма роста и другие & # 13
  • Опишите важность деревьев для людей и других видов животных & # 13

Деревья, наука, экосистема, экология, окружающая среда, на открытом воздухе, природа, чувства

Необходимые материалы

  • Бирки деревьев (большие карточки с рецептами с привязанными к ним нитками) & # 13
  • Повязки на глаза для половины вашего класса & # 13
  • Копии Рабочей ведомости по поиску слепых деревьев (по одной на каждого учащегося) & № 13
  • Карандаши, ручки или мелки & # 13
  • Студенческие тетради, журналы или листы бумаги для рисования # 13
  • Буфер обмена (необязательно, по одному на студенческую группу) & # 13

ПРИМЕЧАНИЕ. Для этого урока требуется от 30 до 90 минут, и рекомендуется посетить школьный двор или близлежащий парк.

План урока

Деревья являются ключевым компонентом любой экосистемы, поскольку они влияют на все вокруг, включая местную погоду и диких животных, обитающих в этом регионе. Знакомство с деревьями в вашем районе - отличное место для начала, если вы хотите оценить и понять экологию своего штата. Это верно не только для сельской местности, но и для городов, где деревья являются важной частью городской экологии.

В этом упражнении ваши ученики познакомятся с деревьями, используя не только зрение, но и другие органы чувств. Ваши ученики откроют для себя особенности местных пород деревьев, которые делают их уникальными, и установят связи с деревьями, выходящие за рамки простого знания их имен и того, как они выглядят. Это занятие, которым вы можете заниматься в любое время года, но лучшее время - весна или ранняя осень, когда лиственные деревья еще имеют листья.

Перед занятием посетите место для экскурсий и выберите место сбора в нескольких минутах ходьбы от нескольких деревьев. Выберите от трех до шести разных видов деревьев, которые будут посещать учащиеся, и разместите на них бирки с именами. Попробуйте этот источник или этот источник (или справочник библиотеки), чтобы помочь идентифицировать различные виды.

Эти деревья должны быть расположены в нескольких минутах ходьбы от места сбора и должны быть хорошо видны, чтобы вы могли видеть своих учеников в любое время. Если возможно, выберите деревья, у которых есть ветви, до которых могут дотянуться ваши ученики, чтобы они могли посмотреть на листья. Дайте своим деревьям короткие имена, например, «Сэм» или «Бетти», чтобы вы и ваши ученики могли найти отдельные деревья в вашем районе экскурсии. Напишите общее имя на обратной стороне бейджа.

Чтобы подготовить учащихся к этому занятию, просмотрите раздел «Общая информация: знакомство с деревьями» (внизу этого урока).

Прежде чем приступить к этому занятию, вы также захотите узнать у своих учеников, что они уже знают о деревьях. Следующие вопросы помогут вам оценить предыдущие знания ваших учеников:

  1. Что отличает дерево от других растений? Деревья имеют толстый древесный ствол и обычно довольно высокие (более 3 ярдов). У кустарников также есть деревянистые стебли, но есть много более мелких стеблей, которые поднимаются вместе с уровня земли. У других деток растений нет одревесневших стеблей, и они обычно намного короче по высоте. & # 13
  2. Какие деревья растут в вашем районе? Проверьте знание общепринятых имен. Учащиеся могут сказать «ель» или «сосна», или они могут знать настоящие общеупотребительные названия, такие как «осиновый тополь» или «джекпин». Если деревья видны за окном класса, спросите своих учеников, знают ли они, что это за деревья и как их зовут. Проверьте, понимают ли ваши ученики разницу между лиственными и вечнозелеными деревьями. & # 13
  3. Какие животные живут на деревьях? Пусть ваши ученики назовут как можно больше. Это поможет им думать о деревьях как о среде обитания местных животных. Они могут идентифицировать птиц, которые гнездятся и / или кормятся на деревьях, и они также должны быть в состоянии назвать некоторых млекопитающих, таких как белки, которые живут в основном на деревьях. & # 13
  4. Как деревья размножаются? Пусть ваши ученики назовут любые способы, с которыми они могут быть знакомы. Деревья могут воспроизводиться с помощью семян (наиболее распространено), но также могут клонировать себя через присоски (саженцы, которые растут из раскидистых корней родительского дерева). Понимают ли ваши ученики, что многие деревья бывают либо мужскими, либо женскими? & # 13

Попросите учащихся выполнить одно или несколько из следующих трех заданий:

Пусть ваши ученики работают в парах. У каждой группы должна быть повязка на глаза и копия рабочего листа «Слепое дерево».

Позвольте одному члену пары завязать глаза другому и осторожно подведите его / ее к одному из отмеченных видов деревьев.

Подойдя к дереву, ученик с завязанными глазами исследует дерево с земли до максимально возможной высоты и описывает текстуру, запах, форму и другие атрибуты дерева. Партнер запишет эти наблюдения в рабочий лист.

У них будет пять минут, чтобы изучить дерево, прежде чем перейти к следующему.

Прежде чем покинуть помеченное дерево, ученик с завязанными глазами должен угадать, что это за дерево.

Посетите как минимум три разных дерева и наблюдайте за каждым из них с завязанными глазами.

Перезвоните своим ученикам через 20 минут, попросите партнеров поменяться ролями и повторить слепое открытие дерева.

Когда они завершат задание, проверьте способность ваших учеников определять породы деревьев. Спросите их, какие черты наиболее отчетливо отличают каждый вид. Попросите их выделить эти функции на своем листе.

Раздайте классу обычную бумагу и карандаши. Попросите их выполнить одно или все из следующих действий:

  • Сделайте портрет всего дерева в том виде, в каком оно появляется в его среде обитания. & # 13
  • Сделайте растирание коры дерева & # 13
  • Сделайте натирку листа дерева & # 13
  • Сделайте подробный набросок всего одной ветки с несколькими листьями и бутонами # 13

С. Полевой справочник по местным деревьям

Когда ваши ученики определили деревья в районе вашей производственной поездки, попросите их составить полевой справочник на несколько страниц по этим видам деревьев. Попросите их сделать снимок с помощью цифровой камеры или сделать рисунки и диаграммы, которые помогут идентифицировать дерево и включить его в описание.

Включите такие детали, как форма и цвет листьев, расположение ветвей, размер дерева, предпочтительная среда обитания, текстура и цвет коры и другие детали. Разделите класс на группы и назначьте каждой по одному виду деревьев. Они могут использовать Интернет для сбора дополнительной информации по естественной истории, которую они могут обобщить для своих описаний.

Внутренний вариант
& # 13 Если вы не можете вывести свой класс на улицу, чтобы поработать с живыми деревьями, вы можете развлечься, выполнив версию этого задания в классе. Просто найдите большие образцы (подойдут обрезанные ветки или домашние сорта в горшках из теплицы или питомника). Отметьте их и разложите по комнате, а затем проведите с этими материалами исследование с завязанными глазами.

Спланируйте проект по посадке деревьев. Замечательный способ укрепить ценность деревьев и помочь вашим ученикам развить личные связи с деревьями - это попросить их сажать деревья на школьном дворе, в районе или на местной общественной земле. Для этого вам нужно будет получить разрешение у землевладельца или местных властей, но такое разрешение обычно легко получить. Выберите древесину, которая предпочтительно является местной для вашего региона и которая, как вы знаете, будет хорошо расти без особой помощи. Обратитесь за помощью к родителям, если проект выходит за пределы школьного двора и требует путешествия. Если вы сажаете деревья на школьном дворе, убедитесь, что деревья высажены в таком месте, где они будут получать достаточное количество солнца и влаги, и где они не будут потревожены.

Мультимедиа: Вместо того, чтобы записывать наблюдения учащихся, когда они касаются и исследуют деревья с завязанными глазами, попросите партнера снять видеоклип с помощью портативной видеокамеры, цифровой камеры или сделать аудиозапись с помощью портативного устройства записи звука, такого как кассетный магнитофон или цифровой диктофон. . Попросите учеников записать свои наблюдения в классе.

Социальные медиа: Веб-сайты, такие как Flickr и Facebook, являются полезными инструментами для создания полевых справочников, журналов наблюдений и фотографий изучаемых деревьев. Некоторые предложения по их применению: страница класса, на которой учащимся предлагается делиться своими наблюдениями, текущее обновление обнаруженных деревьев и их местонахождение, фотообои или монтаж всех деревьев, участвующих в вашем исследовании.

Справочная информация: знакомство с деревьями

Деревья - это просто большие растения с толстыми древесными стеблями. Дерево - это прочный материал, который делают деревья по мере роста. Именно древесина в их стеблях позволяет деревьям вырастать до таких больших размеров. Вы можете найти деревья практически везде - в наших городах и парках, и как часть ландшафта почти везде, куда бы мы ни пошли. Они чрезвычайно важны в природе, потому что являются доминирующими живыми существами во многих экосистемах.

У широколиственных деревьев мягкие плоские листья с ветвистыми жилками. К широколистным относятся такие виды, как крупнолистный клен и голубая бузина. Широколиственные деревья также называют лиственными, что означает, что они теряют листья каждую осень. Большинство этих деревьев имеют простые цветы и дают семена летом или осенью. Некоторые из их семян имеют форму твердых орехов, таких как желуди на дубах, в то время как другие, такие как осина и клен, дают семена, которые разносятся ветром.

К хвойным деревьям относятся ель, сосна, лиственница, пихта, кедр и болиголов. Листья у этих деревьев жесткие и деревянистые и, за исключением лиственницы, держатся на дереве круглый год. Все эти деревья дают семена в виде шишек, поэтому их еще называют хвойными, что означает «шишковидные». По большей части хвойные деревья - вечнозеленые растения, а это означает, что они хранят хвою круглый год.

  1. Листья: Как и другие растения, деревья используют солнечный свет для производства сахара из углекислого газа и воды, содержащейся в своих листьях. Это называется фотосинтезом. & # 13
  2. Корона: Верхушка дерева - это крона. Дерево становится выше, добавляя новые ветви и увеличивая высоту своей кроны. & # 13
  3. ветви: Ветви поддерживают листья, раскидываясь, чтобы на них попадал солнечный свет. & # 13
  4. Сундук: Ствол - это толстая древесная сердцевина дерева. Он сделан из прочного материала, называемого целлюлозой, который состоит из того же сахара, что и деревья, содержащиеся в своих листьях. & # 13
  5. Лай: Кора - это грубое внешнее покрытие стволов и ветвей деревьев. Он защищает растущие ткани внутри от высыхания. У некоторых деревьев толстая кора, устойчивая к насекомым, грибкам и пожарам. & # 13
  6. База: Основание дерева обычно является самой широкой частью ствола и часто имеет самую толстую кору. & # 13
  7. Корнеплоды: Корни деревьев выполняют несколько важных функций. Они закрепляют дерево в почве, чтобы оно оставалось в вертикальном положении, они приносят в дерево воду и минералы для использования в листьях, а также накапливают сахар и крахмал на зиму. & # 13

Важность деревьев и лесов

Деревья играют жизненно важную роль в экосистемах как один из важнейших производителей продуктов питания. Деревья поглощают огромное количество углекислого газа и воды и, как часть этого процесса, производят кислород и сахар. Кислород необходим животным, чтобы они могли дышать. Сахар, называемый глюкозой, используется для производства древесины и других растительных материалов, которые также используются многими животными в пищу. Таким образом, деревья и другие растения снабжают животных кислородом и пищей.

Покрытые лесом земли снабжают водой реки и озера. Леса действуют как губка и фильтр, поглощая воду от дождя и таяния снега, удаляя из нее грязь и минералы и медленно и неуклонно сбрасывая ее в ручьи.

Без лесов наша пресная вода окажется под угрозой. Леса также являются важной средой обитания для многих видов животных. Выживание таких животных, как рыси, медведи, волки, карибу, олени, горные львы и многие другие, зависит от леса. Вырубка лесов в результате рубок и сельского хозяйства часто является самой серьезной угрозой для этих видов.

Национальные стандарты

Наука
К-4
НС.К-4.1 Наука как исследование
НС.К-4.3 Науки о жизни - Характеристики организмов, жизненные циклы организмов, организмов и окружающей среды

5–8 классы
NS.5-8.1 Наука как исследование
NS.5-8.3 Науки о жизни - Структура и функции в живых системах, разнообразие и адаптации организмов


ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Летом 2010 г. мы использовали повторную дефолиацию на одном участке в парном дизайне пяти клонов осины в Национальном лесу Сан-Хуан в Колорадо (см. «Материалы и методы»). Ближайшая (менее 10 км) метеостанция на такой же высоте к участкам исследования показала, что в 2010 году была относительно сухая весна, 90% среднего снежного покрова и среднее таяние снега примерно в середине мая. Летом 2010 года в Национальном лесу Сан-Хуан в период между таянием снега и началом муссонных дождей в конце июля выпало незначительное количество осадков (менее 0,5 см), что привело к сезонной засухе. После сильного муссонного притока дождя количество осадков за водный год все еще было немного ниже среднего по региону (в среднем 36,8 см 42,2 см). Годовое количество осадков за 2011 год было чуть ниже среднего (41,1 см 42,2 см в среднем) при муссонном притоке в начале июля.

Характеристики купола углеродного напряжения

На дефолиированных участках за лето было промыто три полога (естественный промыв листьев [C1] плюс два полога после 100% дефолиации трех ветвей [C2 и C3]). Индекс листовой площади существенно снизился между тремя пологами (п = 0,0004), хотя это в значительной степени было обусловлено различными факторами во втором куполе (C2) по сравнению с третьим куполом (C3, рис. 1C). Средняя площадь листа на лист в целом снизилась (п & lt 10 -6) и резко между C1 и C2, но гораздо менее существенно между C2 и C3 (рис. 1A). И наоборот, количество листьев на ветке умеренно снизилось между С1 и С2, но значительно снизилось между С2 и С3 (п & lt 10 -4 (рис. 1В). Ни один из этих паттернов не отличался между высокими и низкими ветвями в пологе, что свидетельствует о небольших различиях между солнечными и теневыми листьями в размере листьев. Мы отметили очень мало случаев отмирания целых ветвей в опущенных козырьками балок. Средние показатели нетто-фотосинтеза листьев не различались между первым (естественным) пологом и вторым (постдефолиация) пологом (Aпервый, 8.4 ± 1.2 [sd] мкмоль м −2 с −1 Aвторой, 8,7 ± 1,4 мкмоль м -2 с -1), что указывает на то, что обновленные листья в значительной степени функционировали в отношении поглощения углерода, как и исходные листья.

Характеристики купола (среднее ± стандартная ошибка) у крыс с дефолиацией после первой промывки купола (C1), второй промывки купола (C2) и третьей промывки купола (C3). A, средняя площадь на лист (см 2). B, Среднее количество листьев на ветку. C, индекс площади листа (LAI м 2 м -2).

Характеристики купола (среднее ± стандартная ошибка) у крыс с дефолиацией после первой промывки купола (C1), второй промывки купола (C2) и третьей промывки купола (C3). A, средняя площадь на лист (см 2). B, Среднее количество листьев на ветке. C, индекс площади листа (LAI м 2 м -2).

Напротив, тараны, подвергавшиеся SAD, демонстрировали сильные диаграммы направленности при отмирании купола. У этих раметов были гораздо более высокие показатели смертности на верхней и южной сторонах полога (рис. 2). Наши наблюдения за рамами на разных стадиях усыхания полога предполагают, что усыхание полога во время упадка осины обычно начинается на высоких и обращенных на юг ветвях и продолжается вниз и на север.

Распределение средней смертности полога рамов, пораженных SAD. Показаны средняя высота смертности в пределах полога (слева) и направление смертности (справа).

Распределение средней смертности полога рамов, пораженных SAD. Показаны средняя высота смертности в пределах полога (слева) и направление смертности (справа).

Динамика и изменения углеводов

Ни в какой момент концентрации углеводов у контрольных крыс не отличались существенно от контрольных крыс (без траншеи), что позволяет предположить, что выкапывание корней мало повлияло на углеводный баланс. Таким образом, мы представляем здесь только углеводные данные контрольных участков и участков с дефолиацией. До начала эксперимента концентрации углеводов не различались между контрольной, дефолиированной и нативной обработками. Кроме того, не наблюдалось никаких существенных изменений в уровнях Glc в тканях, поэтому здесь представлены только концентрации крахмала и Suc.

Концентрация крахмала в ветвях значительно изменилась со временем (п & lt 10 −5), между обработками (п & lt 10 −3), и по-разному между курсами лечения с течением времени (взаимодействие времени и лечения п & lt 10 −4 рис. 3). Напротив, уровни крахмала ксилемы значительно изменились со временем (п = 0,003), но не между курсами лечения или временными взаимодействиями (п = 0.45, п = 0,66). Концентрация крахмала коры боляка значительно изменялась между обработками, и эти различия менялись со временем (плечение = 0.013, пвремя-лечение взаимодействие = 0,016). Аналогичным образом, концентрация крахмала в корнях значительно изменялась между обработками (п = 0,03) и взаимодействия время-лечение (п = 0,003). Таким образом, повторная дефолиация сильно повлияла на концентрацию крахмала в ветвях и корнях, умеренно повлияла на крахмал из коры и мало повлияла на ксилемный крахмал.

Уровни крахмала (среднее ± стандартная ошибка) в тканях ветвей, ксилемы, коры и корня у контрольных крыс (белые столбцы) и дефолиированных крыс (серые столбцы) в ходе эксперимента. Мероприятия по отбору проб включали промывку листвы (P-L), первую промывку листвы (C1), вторую промывку листвы дефолиированных таранов (C2), третью промывку листвы дефолиированных раметов (C3) и следующий год (N-Y) после дефолиации. Обратите внимание, что в следующем году образцы не были взяты из тканей ксилемы / коры.

Уровни крахмала (среднее ± стандартное отклонение) в тканях ветвей, ксилемы, коры и корня у контрольных крыс (белые столбцы) и дефолиированных крыс (серые столбцы) в ходе эксперимента. Мероприятия отбора проб: предварительная промывка листвы (P-L), первая промывка листвы (C1), вторая промывка листвы дефолиированных раметов (C2), третья промывка листвы дефолиированных рамец (C3) и следующий год (N-Y) после дефолиации. Обратите внимание, что в следующем году образцы не были взяты из тканей ксилемы / коры.

Уровни ветвей Suc существенно различались между видами лечения, хотя эти различия менялись с течением времени (плечение = 0.002, пВзаимодействие времени и лечения = 0,01 рис.4). Bole xylem Suc, однако, показал значительные изменения только с течением времени (п = 0,02), а Suc коры не показала значительных изменений со временем, лечением или их взаимодействием. Root Suc существенно изменился только во взаимодействии время-лечение (п = 0,02). Это говорит о том, что повторная дефолиация только снизила уровни Suc ветвей и корней. Ниже мы исследуем конкретные навесы и изменения на уровне тканей.

Уровни Suc (среднее ± стандартное отклонение) тканей ветвей, ксилемы, коры и корня у контрольных крыс (белые столбцы) и дефолиированных крыс (серые столбцы) в ходе эксперимента. Мероприятия отбора проб: предварительная промывка листвы (P-L), первая промывка листвы (C1), вторая промывка листвы дефолиированных раметов (C2), третья промывка листвы дефолиированных рамец (C3) и следующий год (N-Y) после дефолиации. Обратите внимание, что в следующем году образцы не были взяты из тканей ксилемы / коры.

Уровни Suc (среднее ± стандартное отклонение) тканей ветвей, ксилемы, коры и корня у контрольных крыс (белые столбцы) и дефолиированных крыс (серые столбцы) в ходе эксперимента. Мероприятия отбора проб: предварительная промывка листвы (P-L), первая промывка листвы (C1), вторая промывка листвы дефолиированных раметов (C2), третья промывка листвы дефолиированных рамец (C3) и следующий год (N-Y) после дефолиации. Обратите внимание, что в следующем году образцы не были взяты из тканей ксилемы / коры.

Навес 1 (натуральный лист)

Концентрация крахмала в ветвях резко упала после начального опускания листьев на ветки (п = 0,0007 рис.3). Это указывает на то, что первичные резервы для выращивания полога у осины, вероятно, поступают из ветвей. Также значительно снизились объемы ксилемы и корного крахмала (пксилема = 0.004, плай & lt 10 -5), в то время как корневые крахмалы оставались стабильными или увеличивались. Уровни Suc в ксилеме, коре и корнях немного снизились (рис. 4).

Навес 2

После экспериментальной дефолиации вновь промытые листья ничем не отличались от предыдущих листьев (крахмалновый, 11,3% ± 1,1% Sucновый, 12,8% ± 1,4% крахмалапредыдущий, 11,6% ± 1,2% Sucпредыдущий, 13,5% ± 1,1%). Концентрации крахмала на ветвях оставались низкими у крыс с дефолиацией по сравнению со значительным извлечением у контрольных крыс (п = 0,02), но ниже они не падали (рис. 3). Концентрации крахмала в коре демонстрировали ту же картину, что и ветви с контрольными участками, значительно увеличиваясь по сравнению с участками с дефолиацией (п = 0,005). Уровень корневого крахмала продемонстрировал наибольшее снижение (п = 0,003). Это говорит о том, что запасы второго навеса в значительной степени исходили от корней. Уровни сахара в корнях, коре и ветвях крыс с дефолиацией снизились, но после коррекции Бонферрони снижение не было значительным (рис. 4).

Навес 3

После второй экспериментальной дефолиации концентрация крахмала в ветвях оставалась значительно ниже на дефолиированных участках (п = 0,0007), но не снизился по C3, в то время как крахмалы из корня и коры восстановились до уровня, в котором они больше не отличались значительно от контрольных участков (пкорень = 0.07, плай = 0,052). Suc ветвей и корней продолжало снижаться, оставаясь значительно ниже на дефолиированных участках (п = 0,0005), тогда как Suc ксилемы и коры в значительной степени восстановились до контрольных уровней.

В следующем году

К июлю 2011 года концентрация крахмала в ветвях оставалась значительно ниже на дефолиированных участках, чем на контрольных участках (п = 0,002), но они восстановились в корнях до уровня, в котором концентрации дефолиированного корневого крахмала превышали таковые на контрольных участках (п = 0,47 рис.3). Подобное восстановление и более высокие уровни наблюдались на уровнях Suc ветвей и корней.

Уязвимость к заражению

Через год после дефолиации уровень заражения у дефолиированных раметов значительно увеличился (рис. 5). Частота заражения Cytospera язвой и черной язвой значительно увеличилась (п = 0,004 и п = 0,04 соответственно). Хотя более низкие уровни заражения наблюдались у тополя-мотылька и короеда осины, контрольные рамы вообще не испытали заражения этими агентами.

Частота (среднее ± стандартная ошибка) нападений грибка или насекомых на контрольных (белые столбики) и дефолиированных (серые столбцы) рамах через 1 год после дефолиации в отношении язвы Cytospera, черного язвы, мотылька тополя и короеда осины.

Частота (среднее значение ± стандартная ошибка) нападений грибка или насекомых на контрольных (белые столбцы) и дефолиированных (серые столбцы) рамах через 1 год после дефолиации по поводу язвы Cytospera, черного язвы, мотылька тополя и короеда осины.

Гидравлическая уязвимость

Гидравлическая проводимость не различалась до дефолиации в 2010 году, однако измерения в 2011 году показали большие сдвиги в гидравлических характеристиках. К июлю 2011 года дефолиированные рамы имели значительно более низкие уровни вновь заполненной базовой удельной гидравлической проводимости (п = 0,007 рис.6). Это справедливо и для нативной (незаполненной проводимости) (п = 0,003), таким образом, обработки не имели существенной разницы в процентной потере проводимости (п = 0,15). Кривые уязвимости указывают на небольшое увеличение уязвимости (более высокие уровни потери проводимости в процентах при менее отрицательных водных потенциалах), но это не сильно различается для любого водного потенциала (п & gt 0.17 рис. 6).

A - Гидравлическая проводимость, зависящая от базальной площади (среднее значение ± seg мм −1 кПа −1 с −1) в контрольных (белые столбцы) и дефолиированных (серые столбцы) крыльях в 2010 г. до дефолиации и в 2011 г. B, Потери в процентах проводимости контрольных (белые кружки) и дефолиированных (черные кружки) рампы в зависимости от водного потенциала ветви.

A - Гидравлическая проводимость, зависящая от базальной площади (среднее значение ± seg мм −1 кПа −1 с −1) в контрольных (белые столбцы) и дефолиированных (серые столбцы) крыльях в 2010 г. до дефолиации и в 2011 г. B, Потери в процентах проводимости контрольных (белые кружки) и дефолиированных (черные кружки) рампы в зависимости от водного потенциала ветви.


Умеренный климат лиственных лесов

1. В какое время года лиственные деревья умеренного пояса теряют листья?
А. Зима
Б. Лето
С. Весна
Д. падать

2. В каком ярусе леса растут мягкостебельные растения?
А. Слой травы.
Б. Навес.
С. Лесная подстилка.
Д. Эмерджентный слой.

3. Температуры в лиственных лесах умеренного пояса колеблются от ___________________.
А. От -22 ° F до 86 ° F
Б. От 65 до 75 ° F
С. От -5 ° F до 70 ° F
Д. Ни один из вышеперечисленных.


Смотреть видео: Livada lui Nică - probleme clasice de primăvară (February 2023).