کوچک قطب شمال درختچه اسرار از رشد گیاه در سوالبارد

قطبی بید (Salix ستاره قطبی) ممکن است به نظر می رسد مانند بسیار زمانی که شما به آن نگاه کنید -- فقط یک تکان کوچک برگ های سبز در مواد غذایی متراکم که pokes از تندرا.

اما فراتر از آن فروتن ظاهر این درختچه نقش یک outsized نقش وقتی که می آید به موجودات زنده در قطب شمال مجمعالجزایر سوالبارد.

این درست نیست که Svalbard ال وابسته به آن برای مواد غذایی است. این است که چگونه آن رشد می کند و نشان دهنده چه اتفاقی می افتد با رشد تمام گیاهان دیگر در سراسر Svalbard.

اکنون محققان دریافته اند که قطبی بید و سایر گیاهان رشد میکند در سراسر سوالبارد در پاسخ مستقیم به جولای درجه حرارت.

ماتیلد لو Moullec یک postdoc در نروژی دانشگاه علم و فن آوری (NTNU) مرکز تنوع زیستی دینامیک صرف خیلی از حرفه ای علمی, بررسی تمام قطعات پازل به هم پیوسته است که Svalbard گیاهی و حیوانی و کار جامعه.

او را برای جستجو گوزن های شمالی به صورت چهار سامرز به عنوان یک راه برای به دست آوردن بسیار دقیق برآورد جمعیت برای حیوانات. او شکار برای گوزن شاخ و استخوان در طول آن سال ها به طوری که او می تواند کربن و تاریخ آنها.

تمام آن اطلاعات را در ترکیب اجازه او را برای دیدن جایی که در سوالبارد حیوانات که قبلا زندگی می کردند و چگونه جمعیت خود در طول زمان تغییر کرده. او با استفاده از تمام این اطلاعات به سند چگونه Svalbard را جمعیت گوزن های شمالی بازگشت پس از شکار شدن به تعداد کم برای قرن ها.

اما لو Moullec متوجه شدم او نیاز به نگاه فراتر از فقط گوزن به یک درک عمیق تر از کل اکوسیستم است.

"Salix بخش مهمی از رژیم غذایی اصلی به خصوص از آنجا که تقریبا هیچ گلسنگ در سوالبارد" او گفت:. یک مطالعه نشان داد که گلسنگ باعث می شود تا فقط 2 درصد از رژیم غذایی Svalbard, گوزن شمالی, او گفت:.

با مطالعه آنچه در کنترل رشد قطبی بید در سراسر سوالبارد "شما همچنین می توانید ببینید که چگونه آب و هوا مؤثر است تولید مواد اولیه در مکان های مختلف" معنای رشد چیزهایی مانند گیاهان که در پایه زنجیره غذایی, او گفت:. "آن را نیز به شما می دهد یک پنجره در چه مختلف جمعیت گوزن های شمالی را مجبور به غذا خوردن."

یکی دیگر از مزیت های تحصیل چیزی مانند قطبی بید است که "شما می توانید رفتن به یک مکان و یک زمان حفاری تا یک بید و دوباره با 40 سال یا بیشتر از اطلاعات," او گفت:.

به طوری که آنچه که او انجام داد. در سال 2015 زمانی که دو نفر از دوستان ارائه شده با استفاده از قایق بادبانی بیداری برای کمک به او در رسیدن به برخی از Svalbard بیشتر مکان های از راه دور به تعداد گوزن شمالی او و دوستان او Morgen, بندر, یک دانشجوی دکتری از UiT -- قطب شمال دانشگاه نروژ همچنین در مورد حفر قطبی درختان بید.

سی از گیاهان خود آمد از Semmeldalen در جنوب مرکزی Svalbard. استفاده از Semmeldalen بود که René van der وال, یک استاد در دانشگاه آبردین و کرون دانشگاه علوم کشاورزی که مشغول به کار با لو Moullec در دیگر بید تحقیقات در حال تاسیس یک مطالعه طولانی مدت از گیاهان وجود دارد با شروع در سال 1998 است.

اما این تنها آغاز است.

چرا که پس از آن او و همکار لیزا صندل و سپس یک دانشجوی کارشناسی ارشد گروه زیست شناسی تا به حال به شمارش میکروسکوپی حلقه های رشد در این مینیاتور قطب شمال درختچه.

حتی اگر برخی از درختان بید در حال مطالعه بودند و بیش از 40 سال -- قدیمی ترین 70 -- رشد حلقه شد کوچک-tiny.

"کل ریشه است که ضخامت نوک یک چنگال آن است که فقط چند millimetres در سراسر" لو Moullec گفت. "رشد هر حلقه فقط چند micrometres بنابراین ما برش عرضي هستند که یک تلفن با ضخامت دو micrometres."

برای قرار دادن که در چشم انداز رشته عنکبوت ابریشم 3-8 micrometres در قطر است.

محققان همچنین تا به حال در چندین مقطع از هر گیاه.

چرا که برخی از درختچه ها ممکن است قرار نیست در حلقه های رشد هر سال است. یا این مقطع ممکن است تنها بخشی حلقه های رشد در یک طرف است که محققان ممکن است بسته به جایی که در گیاه مقطع از آمد.

آنها با قرار دادن مقاطع در زیر یک میکروسکوپ قدرتمند و زمان عکس -- به عنوان بسیاری که 70 برای یک مقطع -- به طوری که آنها می تواند ادغام تصاویر با هم برای ایجاد یک stunningly زیبا عکس با مقدار زیادی از جزئیات.

"آزمایشگاه بخش زمان تقریبا دو سال" لو Moullec گفت. "یک نفر می تواند آن را به تنهایی. و با لیزا ما شوخی کل اگر این تحقیقات می شود هرگز علم ما می توانیم آن را به فروش به عنوان هنر. "

در واقع یکی از تصاویر برنده به انگلیسی, زیست محیطی جامعه 2018 گرفتن محیط زیست عکس رقابت در هنر, محیط زیست, دسته بندی.

"خوشبختانه این هنر نیز شد علم!" لو Moullec گفت.

درختچه و حلقه نشان می دهد الگوهای متمایز را سال به سال بر اساس چه خوب یا بد به شرایط در حال رشد بودند. اما محققان می خواستم به دانم اگر یکی از خاص آب و هوا عامل مهم تر از دیگران در تعیین چگونه به خوبی گیاهان رشد می کنند.

سال خاصی به نام اشاره گر سال در حال رشد بسیار خوبی سال برای همه گیاهان است. که باعث می شود اشاره گر سال حلقه آسان برای پیدا کردن آنها را مانند یک تمبر زمان در حلقه هر بید. با استفاده از اشاره گر سال فعال محققان برای کشف کردن اگر برخی از درختان بید گم شد, رشد, سال, و یا اگر مقطع آنها ممکن است تا به حال یک حلقه است که فقط در یک طرف.

آنها نیاز به دانستن این که بدانید سال از شکل گیری برای هر رشد حلقه برای هر درختچه.

از وجود این ماده از به دنبال در اطلاعات آب و هوا در سراسر سوالبارد و به دنبال در پنج آب و هوا-عوامل مرتبط با آن برای دیدن که بهترین منعکس شده در حلقه درخت رشد.

این عوامل بودند شروع زمستان مقدار بارش برف و باران در, برف, حوادث تابستان دما و تابستان آسمانی.

تمام این عوامل جولای متوسط بود مهم ترین درختان بید در حال رشد در تمام 8 سایت. بله در سراسر یک مجمع الجزایر, جولای درجه حرارت برای حکومت بید-و تا به حال یک اثر دیگر پوشش گیاهی وجود دارد باعث گیاهی برای رشد در قفل ، که همچنین دارای اهمیت برای چرای حیوانات مانند گوزن های شمالی.

محققان دیده می شود این نوع همزمان الگوی قبل در boreal یا معتدل جنگل که در آن درجه حرارت در تابستان باید یک هماهنگی در اثر رشد درخت در سراسر مناطق بزرگ است. اما این اولین بار است که این نوع از تحقیقات انجام شده در قطب شمال, لو Moullec گفت و در یک درخت که در آن بزرگترین ساختار -- ریشه-نصف اندازه انگشت کوچک انگشت.

لو Moullec و همکاران او را پیدا عامل دیگری که تاثیر منفی بید رشد در برخی از مناطق و باران-در-حوادث برف. این دقیقا همان چیزی است که آنها مانند صدا-یک آب و هوا رویداد که در آن باران می افتد در برف و پس از آن گیاهان تبدیل شده و پوشش داده شده با یک لایه ضخیم از یخ است که مهر و موم آنها را به دور از هوا و اساسا smothers آنها را تا زمانی که یخ ذوب دور.

در پژوهش های پیشین لو Moullec را سرپرست Brage Bremset Hansen مستند چگونه باران-در-برف حوادث می تواند باعث مشکلات گسترده برای جمعیت گوزن های شمالی در نهایت باعث یک اثر موج دار شدن برای گونه های دیگر که زمستان در سوالبارد.

محققان انتظار بیشتر باران-در-حوادث برف در سوالبارد به عنوان افزایش تغییر آب و هوا باعث می شود درجه حرارت قطب شمال به موشک وار رفتن.

به عنوان یک نتیجه نسبی اهمیت فصل رشد الگوهای ممکن است تغییر کند, لو Moullec گفت. به دلیل اثر باران-در-برف خیلی متفاوت در نقاط مختلف Svalbard های هماهنگ اثر ژوئیه دما بر رشد پوشش گیاهی ممکن است تضعیف بیش زمان, او گفت:.

در یک طرف است که می تواند بهتر برای سلامت کلی اکوسیستم زیرا هنگامی که یک منطقه بد رشد سال دیگر مناطق ممکن است خوب انجام دهد. به عنوان یک نتیجه حتی اگر گوزن در مناطق با رشد ضعیف ممکن است یک زمان سخت بازمانده نه همه جمعیت گوزن های شمالی در این جزیره خواهد بود به همان اندازه تحت تاثیر قرار.

از سوی دیگر اگر باران-در-برف تبدیل به گسترده در سراسر Svalbard همه جمعیت ممکن است یک زمان سخت به طور همزمان.

ون در وال کار کرده است که با لو Moullec اگر چه نه در این مطالعه گفت که او تحت تاثیر قرار گرفته بود او را "پر زحمت اما ظریف کار می کنند."

"ما می دانستیم که تابستانهای گرم مجاز قطب شمال بالا گیاهان به خوبی رشد می کنند اما همیشه اعتقاد بر این است که این چیزی بود که اتفاق افتاد و بالاتر از زمین. برای ماتیلد به نشان می دهد که سال خوب بالاتر از زمین نیز به معنی رشد خوب در زیر زمین و برای این کار به منعکس کننده بهره وری از همه بالاتر گیاهان با هم یک گام بزرگ به جلو" او گفت:.

###

مرجع: لو Moullec, M., صندل L. Grøtan V. Buchwal ع و هانسن, B. B. (2020), آب و هوا و هماهنگ درختچه رشد در سراسر قطب شمال بالا الجزایر: تقابل مفاهیم در تابستان و در زمستان گرم. Oikos. doi:10.1111/oik.07059