Kuinka lehtipuumetsän lehvästön läpäisevän säteilyn spektri vaikuttaa aluskasvillisuuden ulkoasuun ja miten spektri on vuorovaikutuksessa ilmaston kanssa osana ekosysteemiprosessien säätelyä

Projekti: Tutkimusprojekti

Projektin yksityiskohdat

Kuvaus (abstrakti)

Plant phenology is fine-tuned to climate and responds to a suite of environmental cues. In forests, development is coordinated both between the canopy and understorey and with the biodiversity that the forest supports. In consequence, phenology exerts an important control on ecosystem processes. In addition to temperature, changing light quality and day length are thought to be signals regulating spring phenology in forest understories. Together they allow plants to adjust their functional strategies for optimal resource use (light, water & nutrients). Changing UV:PAR, blue:green, and red:far-red ratios are possible candidate signals but neither their mode of action nor crosstalk with other signals are yet known. Using field portable spectroradiometers I will make detailed in situ measurements of the full solar spectrum, to identify the most-likely cues associated with changing spectral composition, that allow forest understorey plants to pre-empt canopy closure. These data will enable me to test the specific response of plants to selected candidate signals under controlled conditions. I will also monitor concomitant changes in understorey spectral quality and plant phenology throughout the growing season along a latitudinal gradient. Gaining knowledge of how species adapt to live at different latitudes is a priority for testing expectations of range shift and altered ecosystem function under climate change, so it is important to understand how such changes affecting temperatures, snow, rain and frosts, may interfere with the co-ordination of phenology within the forest canopy. Hence these data, associating seasonal spectral changes and phenology will be used to feed into species range models. Day length, seasonality and the spectral composition of solar radiation vary with latitude, but so do climatic constraints influencing the growth, survival and phenology of forest species: consequently the moderating role of the spectral signal is likely to change with latitude. I will test the importance of spectral quality cues in stands containing early and late-successional tree seedlings using in situ manipulations and reciprocal transplanting. I will scaleup from season-long leaf and canopy measurements of carbon assimilation and water use by understorey plants, to assess how changes in plant strategy affecting phenology and composition will influence forest ecosystem processes, by using these data to model water & carbon budgets.

Yleistajuinen kuvaus

Lehtien puhkeaminen ja kehitys sekä latvuston, aluskasvillisuuden ja metsästä riippuvaisen monimuotoisuuden suhteellinen kehitys
tapahtuu metsissä useiden ilmaston vihjeiden avulla. Kehitys vuorostaan vaikuttaa ravinteiden kiertoon ja veden käyttöön. Päivän
pituuden ja valon laadun (UV:näkyvän valon, punainen:kaukopunainen, sininen:vihreä) muutokset mahdollistavat kasvien optimaalisen
kehityksen ja resurssien käytön. Tarkastelen auringonsäteilyn spektrin muutoksia eri rakenteisissa metsissä useilla leveysasteilla ja
käytän tietoja ulko- ja kasvihuonekokeisiin, joissa tutkin kasvien vasteita tiettyihin ilmastollisiin signaaleihin. Tulokset mahdollistavat
ilmastonmuutoksen myötä tapahtuvan lajien levinneisyyden muutosten ja ekosysteemien toiminnan arvioinnin. Kasvien ulkoasuun ja
spektrin laatuun liittyviä tietoja käytetään metsien veden käytön ja hiilitalouden mallintamiseen.
TilaPäättynyt
Todellinen alku/loppupvm01/09/201331/03/2020

Rahoitus

  • Suomen Akatemia

Tieteenalat

  • 1183 Kasvibiologia, mikrobiologia, virologia