Ve Švýcarsku byl nárůst teploty na konci 20. a na začátku 21. století oproti celosvětovému průměru více než dvojnásobný. Klimatické modely předpovídají pro 21. století další nárůst. V souvislosti s nárůstem výparu v důsledku horka a častějšími vlnami veder lze předpokládat, že se bude stále více zhoršovat zásobování stromů vodou, a že v letních měsících lze častěji očekávat vydatné srážky. Ty budou zvyšovat povrchový odtok vody a nebudou se vsakovat, což znamená, že rostliny budou častěji trpět stresem ze sucha. V důsledku toho se sníží i vitalita a růst stromů.
Z dlouhodobého hlediska sucho pravděpodobně způsobí odumírání stále většího počtu stromů a posun vegetačních pásem. To platí zejména pro lesní ekosystémy v suchých údolích ve vnitřních Alpách, jako je Valais. V tomto regionu, i sousedních vnitroalpských suchých údolích, jsou již důsledky těchto faktorů patrné - borovice lesní odumírají a jsou nahrazovány duby, které jsou odolnější vůči suchu.
Vědci z WSL se proto pustili do celosvětově unikátního experimentu, který by měl přinést poznatky o tom, jak sucho v ovzduší a v půdě ovlivňuje metabolické procesy a odolnost lesů vůči suchu. Získané poznatky by měly přispět ke zdokonalení klimaticko-vegetačních modelů, jež budou zahrnuty do budoucích lesnických strategií a výběru budoucích vhodných druhů dřevin.
V korunách stromů v lese Pfynwald tak rozprašují od začátku léta do října četné vysokotlaké trysky umístěné na vysokých konstrukcích vodní páru do 12 metrů vysokých korun vzrostlých borovic.
Foto: Michèle Kaennel Dobbertin
Začarovaný kruh: „žíznivé“ ovzduší prohlubuje nedostatek vody
Změna klimatu přináší znepokojivý environmentální faktor: rostoucí „žíznivost vzduchu“. Čím je vzduch teplejší, tím více vlhkosti může pojmout. Ohřátá atmosféra tak odebírá z rostlin a půdy více vody. Tento mechanismus se nazývá deficit tlaku vodní páry (VPD).
VPD je hlavním parametrem, který naznačuje, kolik vody stromy odpařují svými listy nebo jehličím, a má tak zásadní vliv na zásobování rostlin vodou a jejich ochlazování. Očekává se, že s rostoucí teplotou se VPD bude exponenciálně zvyšovat. Vysoké hodnoty VPD vedou k nadměrné evaporaci, což může způsobit, že rostliny budou trpět stresem ze sucha. Kromě přímých účinků na fyziologii rostlin urychluje vysoká hodnota VPD výpar z půdy, čímž vzniká začarovaný kruh vysychání půdy, oteplování povrchu půdy a stresu rostlin ze sucha.
Co je škodlivější - půdní nebo vzdušné sucho?
Neobvyklost experimentu VPDrought spočívá ve výzkumu vlivu vzdušného a půdního sucha v plně vzrostlém přírodním lese. Za tímto účelem je na zkusných plochách přibližně 130letým borovicím lesním dodáváno různé množství půdní vody: buď v podobě přirozených srážek ve výši přibližně 600 mm/rok; dvojnásobek tohoto množství (1 200 mm/rok) prostřednictvím zavlažování; nebo pouze polovina přirozených srážek (pod zastřešením), tj. přibližně 300 mm/rok. Jako druhý faktor se používají vysokotlaké trysky, které během dne rozptylují vodní páru v korunách některých stromů. Vodní pára snižuje VPD přibližně o 20 až 30 %.
Výzkum bude probíhat od úrovně rostlinných buněk až po úroveň stromů a ekosystémů. Letos zahájený experiment potrvá do roku 2028, kdy se bude během kontinuálního i selektivního měření sledovat více než 100 parametrů na úrovni stromů i ekosystémů. Výsledky se očekávají v příštích několika letech.
Podle WSL, red.
