O projekcie

Czy jemioły to coś więcej niż cieknący kran w wysychającym świecie? Ocena złożonych oddziaływań hydrologicznych i biogeochemicznych jemioły na drzewa żywicielskie i ich środowisko.

Ekstremalne zjawiska klimatyczne niekorzystnie wpływają na drzewa i lasy na całym świecie. Susza obniża żywotność lasów i zmienia obieg wody. Rośliny półpasożytnicze, takie jak jemioła europejska (Viscum album L.), mogą potęgować te negatywne skutki dodatkowym i niekontrolowanym poborem wody, zaburzając precyzyjnie zrównoważone ekosystemowe stosunki wodne. 

Pomimo znaczenia zwiększonej transpiracji dla żywotności porażonych drzew i obiegu wody w ekosystemie, wciąż brakuje informacji na temat wpływu jemioły na hydraulikę i hydrologię na poziomie poszczególnych organów, całych drzew i drzewostanów. Co więcej, nie przeprowadzono kompleksowych badań interakcji między żywicielem a jemiołą, integrujących poziom komórkowy z poziomem całego drzewa i ekosystemu. Jemioła w coraz większym stopniu przyczynia się do utraty witalności drzew na dużą skalę, zmian w obiegu wody i składników odżywczych, wpływa na sekwestrację węgla i, co nie mniej ważne, powoduje znaczne straty ekonomiczne.

W związku z coraz większym zasięgiem występowania jemioły oraz coraz większą częstotliwością i dotkliwością susz i fal upałów rola jemioły w obiegu wody i węgla staje się coraz ważniejsza. Ponieważ jemioła słabo reguluje swoją transpirację i ogranicza ilość opadów docierających do podłoża, może zwiększać ewapotranspirację, jednocześnie zmniejszając dostępność wody w glebie i przyczyniając się do pogłębienia suszy dla drzew i całego ekosystemu.

Aby uzyskać lepszy wgląd w to, jak jemioła wpływa na utratę wody w układzie gleba-roślina-atmosfera i wskazać zmiany biogeochemiczne, które zmieniają ich wzajemne relacje, proponujemy kompleksowe badanie zarówno drzew i jemioły. 

Wspólny zespół naukowców z Polski i Czech zbada zmiany jakościowe i ilościowe wody od poziomu anatomii hydraulicznej drzew poprzez fizjologię i transpirację całego drzewa do bilansu wodnego drzewostanu. Badaniami będą objęte drzewa iglaste i liściaste rosnące zarówno w Polsce, jak w i Czechach. 

Zmierzymy, jak jemioła wpływa na transpirację z koron drzew latem i zimą, czyli przy różnej dostępności wody. Sprawdzimy, jak jemioła zmienia wzrost drzewa i funkcjonowanie jego ksylemu, jak wpływa na rozkład opadu docierający do gleby oraz jak substancje odżywcze i metabolity wtórne wypłukiwane z jemioły zmieniają właściwości hydrauliczne gleby i rozkład ściółki. Na koniec opracujemy algorytm uczenia maszynowego, który pomoże automatycznie rozpoznawać rośliny jemioły w całym drzewostanie na podstawie zdalnego badania. 

Pozwoli nam to opracować wzorce przenoszące uzyskane dane hydrologiczne i biogeochemiczne na większą skalę. Taka procedura będzie prawdziwym kamieniem milowym w określeniu, w jakim stopniu jemioła to „odkręcony kran” zarówno dla wody, jak i innych składników odżywczych na poziomie drzewa i lasu. 

Nasze odkrycia poszerzą wiedzę na temat wpływu jemioły na funkcjonowanie pojedynczego drzewa i lasów. Wyniki tak kompleksowych badań będą stanowić podstawę opracowania strategii łagodzenia skutków coraz częstszego pojawiania się jemioły, suszy i globalnych zmian dla drzew i lasów.