Dendroekologija
Dendroekologija je grana dendrohronologije koja se bavi odnosima između obrazaca u datiranim serijama prstenova drveća i svih ekoloških faktora koji mogu uticati na te obrasce. Ona koristeći dendrohronologiju za analizu istorijskih ekoloških procesa, proučavava promena lokalnog ambijenta i bavi se odnosima između obrazaca u datiranim serijama prstenova drveća i svih ekoloških faktora koji mogu uticati na te obrasce.[1]
Osnovne informacije[uredi | uredi izvor]
Sa razvojem dendrohronologije, nauke o datovanju na osnovu godišnjeg rasta godova, nastala su njene dve poddiscipline - dendroklimatologija (koja se bavi problemima sadašnje i prošle klime) i dendroekologija (koja se bavi temama koje se odnose na (auto)ekologiju različitih vrsta drveća).[2] Istraživački projekti dendroekologije se fokusiraju na rast i dinamiku populacije vrsta i interakciju sa životnom sredinom.
Upotreba metoda prstenova (godova) drveća za proučavanje ekoloških procesa, poznatih kao dendroekologija, je u procvatu tokom poslednje decenije. Veruje se da će neverovatni metodološki pomaci u ovoj poddisciplini dendrohronologije u poslednjih pola veka biti dalje unapređeni svrsishodnom integracijom sa drugim ekološkim poddisciplinama i širenjem obima dendroekologije, kako u pogledu metoda, tako i u oblasti teorije, od kojih će imati veliku korist širok spektar ekoloških disciplina kroz inkorporaciju jedne od najvećih prednosti dendrohronologije: visoko razrešenih ekoloških podataka koji se protežu od godišnjih doba do vekova.[3]
Pošto su ovi podaci još uvek alarmantno oskudni u ekologiji, ali su ključni za razumevanje ekologije dugoživih organizama, veruje se da će bolja integracija dendroekologije i glavne ekologije imati koristi za obe discipline.
Istorija[uredi | uredi izvor]
Prstenovi drveća, jednogodišnji po prirodi i odražavaju okruženje, prepoznati su milenijumima unazad. U zapadnoj literaturi, najranija prijavljena rasprava o ideji da prstenovi drveća odražavaju uslove životne sredine pripisuje se Leonardu da Vinčiju. Druge reference na ovu temu su sporadično dokumentovane između tada i ranog 20. veka, kada se moderna disciplina dendrohronologije formirala pod vođstvom A. E. Daglasa—astronoma koji je radio u Arizoni.[4] Daglasa je prvenstveno zanimao potencijal da koristi prstenove drveća za proučavanje uticaj sunčevih pega na vremenske prilike, a njegov rani rad definisao je ključne principe discipline, od kojih je najkritičniji „ukrštanje“ unutar i između uzoraka drveća, što je osnova za apsolutno godišnje datiranje koje ta tehnika obezbeđuje. Bilo je, međutim, i koristi od prstenova drveća kao nezavisne tehnike arheološkog datiranja koja je rezultovala dramatičnim širenjem interesovanja za ovu disciplinu.[5] I dok se rani rad fokusirao na datiranje drevnih indijanskih struktura na jugozapadu SAD, drugi istraživači su počeli da sprovode dendrohronološka istraživanja u drugim oblastima Sjedinjenih Američkih Država i Evropi. [6]
Pored dendroarheologije, mnogi istraživači su počeli da koriste podatke o prstenovima drveća za rekonstrukciju prošlih klimatskih uslova,[7] što je dovelo do razvoja prilično labavo definisanih poddisciplina dendroklimotologije i, na kraju, dendroekologije, od kojih se prva odlikuju isključivo fokusiranjem na korišćenje prstenova drveća za rekonstrukciju istorije klime, a ne proučavanje uticaja klime na rast drveća.
Tokom 1970-ih započela je era povećanog interesovanja za ekološke informacije dostupne u prstenovima drveća, a istraživači su počeli da razvijaju različite dendroekološke zapise kako bi istražili teme kao što su endogena dinamika sastojaka, kao i prirodni poremećaji i poremećaji posredovani ljudima, kao što su efekti požara, biljojedi insekata, seče, zagađenja životne sredine i drugih egzogenih uticaja.[8] U skorije vreme, mnoga nova dendroekološka istraživanja fokusirala su se na okruženja tropskih šuma, u nekim slučajevima koristeći nove tehnike kao što je analiza stabilnih izotopa u pokušaju da se otkrijau zapisi u prstenovima drveća, i da se oni razlikuju od onih vrsta bez vidljive godišnje strukture prstena.[6]
Principi[uredi | uredi izvor]
Dok je ekologija nauka koja proučavanje odnose među živim organizmima i između organizama i njihovog fizičkog okruženja, dendrologija proučava drvo i unutrašnje i eksterne (ekološke) uticaji na procese u drvetu.[9]
U dendroekologiji se primenjuju sledeći principi:[9]
- Analiza prstenova stabla koristi se da bismo razumeli brojne uticaje na samo drvo
- Da su kima, zemljište i druge varijable koje utiču na rast drveća nezavisni promenljive
- Da nakon kalibracije, možemo koristiti rast stabala za rekonstruisanje drugih ekoloških procese (npr požara, uticaje insekata)
| „Unutrašnji“ uticaji | „Spoljašnji“ uticaji |
|---|---|
|
|
Forenzička primena dendroekologije[uredi | uredi izvor]
Dendroekološka i fitoskrining istraživanja su nove forenzičke tehnike koje su dostigle naučnu zrelost u smislu njihove sposobnosti da obezbede potkrepljujuće dokaze o oslobođenim zagađivača u tlu i podzemnim vodama. U nekim slučajevima, dendroekologija takođe može pružiti uvid u uzročno-posledične veze između oslobađanja zagađivača i prisustva istog zagađivača u prstenu drveća. Nedavna evolucija dendroekoloških istraživanja razvila je tehniku uzorkovanja čvrste faze mikroekstrakcije (SPME), koje omogućavaju kontinuirano uzorkovanje i obezbeđuju niže granice detekcije u odnosu na tradicionalnu analizu uzoraka jezgra drveta u prostoru.
Identifikacija izvora zagađivača[uredi | uredi izvor]
Upotreba dendroekoloških istraživanja za identifikaciju prisustva zagađivača postala je korisna u intruzivnom ispitivanja pare tla, tla i/ili podzemnih voda što je opširno dokumentovana u recenziranoj literaturi i može biti povezana sa diskretnim izvorom, često putem izotopa.[10] Analiza rafiniranih aspekta ove aplikacije zasnovani su na povezivanju zagađivača koji se nalazi u deblu, grani ili listu drveta sa specifičnim smerom izvora u odnosu na drvo. Jedan od mogućih pristupa je upotreba trodimenzionalne varijacije u gradijentu koncentracije zagađivača preko stabla drveta kao indikatora gradijenta koncentracije u podzemnoj vodi i potencijalno za ukazivanje na izvor ispuštanja zagađivača, pošto se veruje da aksijalna advekcija premašuje radijalnu i azimutsku 3 difuziju u velikim stablima. U slučajevima sa aksijalnim brzinama soka od 1 metar na sat, minimalnom neaksijalnom advekcijom i PCE i TCE difuzivnostima u rasponu od 0,32 do 25 × 10 -7 cm²/s u drvetu, očekuje se sektorski transport zagađivača. Kod visoko integrisanih vrsta, usporavanje ovih hidrofobnih zagađivača može dovesti do sektorskog unosa i distribucije zagađivača, uprkos značajnom, iako možda prolaznom, neaksijalnom protoku.[10]
Da bi se minimizirali mogući lažni pozitivni rezultati i potencijalne oblasti neaksijalnog transporta, nekoliko jezgara drveća treba uzeti azimutalno sa drveta na konzistentnoj visini tako da se može proceniti varijabilnost zagađivača unutar pojedinačnog drveta. Kada se dobiju i analiziraju uzorci jezgra drveta, mogućnost korišćenja ovog pristupa može se ispitati kvantifikovanjem sektorskog unosa i izračunavanjem centra mase zagađivača poprečnog preseka preko jednačine za izračunavanje.[10]
Ovaj pristup pretpostavlja da postoji prilično strma koncentracija zagađivača. U jednoj studiji, sektorski unos u bor prečnika 36,5 cm korelirao je sa strmim gradijentom kontaminacije podzemne vode, gde su se koncentracije TCE kretale od 10 mg/l (sever) do manje od 0,1 mg/l (jug) na 10 metara. Jezgra drveća sa jugozapadne i jugoistočne strane bora sadržavala su 5087 i 6025 ppbv headspace, dok su koncentracije jezgara sa severozapada i severoistoka bile 1975 i 1925 ppbv. U drugim terenskim studijama, utvrđeno je da su koncentracije PCE i TCE u vodi ksilema drveta za jedan do tri reda veličine niže od stvarnih koncentracija podzemnih voda.[10]
Godine 1997. sprovedena je studija duž reke San Pedro u jugoistočnoj Arizoni kako bi se ispitalo upijanje vode pamučnim drvetom, vrbama i meskitom. Na svakom od nekoliko lokacija za uzorkovanje, sedam do 10 jedinki svake vrste je nasumično odabrano, a svako pojedinačno drvo je više puta uzorkovano u ključnim vremenima (proleće, letnja suša i sezona monsuna) tokom sezone rasta da bi se odredili sezonski obrasci korišćenja izvora vode. Stabilni izotopi kiseonika u vodi iz ksilema ekstrahovani iz uzoraka grančica korišćeni su kao prirodni tragač za merenje frakcionog unosa biljaka iz podzemnih voda, vlage u tlu, potočne vode i padavina. Zemljišta za izotopsku analizu sakupljena su na svakoj lokaciji sa dubine od 5, 10, 25, 50 i 100 cm. U svakom periodu uzorkovanja i na svim lokacijama, prikupljana je potočna voda i uzorkovane su podzemne vode iz bunara za praćenje podzemnih voda.[3]
Monsunske kiše su imale δ18 O vrednosti u rasponu od 1,8 do −3,0‰, a podzemne vode su imale stabilne vrednosti tokom cele godine, u proseku −8,3‰ 4 i −8,5‰ na dve lokacije uzorkovanja. Mala varijacija u vrednostima δ18 O ksilemske vode pamučnog drveta dogodila se između junske suše i nakon značajnog unosa monsunskih padavina (26,7 mm), što ukazuje da se drvo pamuka prvenstveno oslanjalo na podzemne vode čak i nakon značajne monsunske kiše. Međutim, na drugom mestu uzorkovanja δ18 O ksilemske vode pamučnog drveta pokazalo je obogaćivanje u avgustu u odnosu na ksilemsku vodu uzorkovanu u junu, što ukazuje da je deo ksilemske vode izveden iz vlage u zemljištu. Iako nije forenzička istraga sama po sebi, ova studija sugeriše priliku da se koristi dendroekologija i analiza stabilnih izotopa kako bi se napravila razlika između vode u tlu koja ukazuje na obližnje površinsko oslobađanje hlorisanih ugljovodonika i izvora kontaminacije koji je jedinstveno povezan sa kontaminacijom podzemne vode koja potiče nadogradnju uzorkovane vegetacije.[10]
Izvori[uredi | uredi izvor]
- ^ dendroecology (na jeziku: engleski), 2022-09-03, Pristupljeno 2023-01-30
- ^ John Ogden, DENDROCHRONOLOGY AND DENDROECOLOGY—AN INTRODUCTION, New Zealand Journal of Ecology Vol. 3 (1980), pp. 154-156 (3 pages) Published By: New Zealand Ecological Society
- ^ a b Rubén D. Manzanedo; Neil Pederson (2019). „Towards a More Ecological Dendroecology”. Tree-Ring Research. 75 (2): 152—159. S2CID 199571342. doi:10.3959/1536-1098-75.2.152..
- ^ Douglass, A. E. 1920. Evidence of climatic effects in the annual rings of trees. Ecology 1.1 (January): 24–32.
- ^ Fritts, Harold C. 1971. Dendroclimatology and dendroecology. Quaternary Research 1.4: 419–449.
- ^ a b „Dendroecology”. obo (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2023-01-30.
- ^ Fritts, Harold C. 2001. Tree rings and climate. Caldwell, NJ: Blackburn.
- ^ Fritts, Harold C., and Thomas W. Swetnam. 1989. Dendroecology: A tool for evaluating variations in past and present forest environments. Advances in Ecological Research 19:111–188.
- ^ a b v „A Brief Introduction to Dendroecology” (PDF). www.ltrr.arizona.edu. Pristupljeno 30. 1. 2023.
- ^ a b v g d Robert D. Morrison, Gwen. O’Sullivan Forensic Applications of Dendroecology, in Introduction to Environmental Forensics (Third Edition), 2015
Literatura[uredi | uredi izvor]
- Swetnam, T. W., and C. H. Baisan. 2003. Tree-ring reconstructions of fire and climate history in the Sierra Nevada and Southwestern United States. Pages 158-195 in T. T. Veblen, W. L. Baker, G. Montenegro, and T. W. Swetnam, editors. Fire and climate in temperate ecosystems of the western Americas. Springer-Verlag, New York.
- Swetnam, T. W (2002). „Fire and climate history in the western Americas from tree rings”. PAGES News. 10 (1): 6—8..
- Kipfmueller, K. F., and T. W. Swetnam. 2001. Using dendrochronology to reconstruct the history of forest and woodland ecosystems. Pages 199-228 in D. Egan and E. A. Howell, editors. The historical ecology handbook: a restorationist's guide to reference ecosystems. Island Press, Washington, DC.
- Swetnam, T. W., C. D. Allen, and J. L. Betancourt (1999). „Applied historical ecology: Using the past to manage for the future”. Ecological Applications. 9 (4): 1189—1206..
- Fritts, H. C., and T. W. Swetnam. 1989. Dendroecology: A tool for evaluating variations in past and present forest environments. Advances in Ecological Research 19111-188.
