DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 21 <-- 21 --> PDF |
IZVORNI ZNANSTVENI ČLANCI – ORIGINAL SCIENTIFIC PAPERSŠumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 135-144 UDK 630* 181.2 (001) Abies albaMill. UTJECAJ GLOBALNIH KLIMATSKIH PROMJENANAEKOLOŠKU NIŠU OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) U HRVATSKOJ EFFECTS OF GLOBAL CLIMATE CHANGE ON THE ECOLOGICAL NICHE OF SILVER FIR (Abies albaMill.) IN CROATIA 1 Igor ANIĆ, Joso VUKELIĆ, Stjepan MIKAC, Darko BAKŠIĆ, Damir UGARKOVIĆ SAŽETAK: Obična jela jedna je od najvažnijih gospodarskih vrsta drveća u Hrvatskoj. Rasprostranjena je na području Dinarida i na panonskom gorju. Globalne klimatske promjene izazivaju opravdanu bojazan u mogućnost sma njenja ekološke niše obične jele u Hrvatskoj. U ovom su istraživanju analizirani određeni ekološki čimbenici koji izgrađuju ekološku nišu unutar područja pridolaska jele. Korišteni globalni klimatski model podrazumijeva dvostruko povećanje koncentracije stakleničkih plinova (CO2, CH4, N2O, CFC-11 i CFC-12) unutar da našnjega areala obične jele u razdoblju 2000 – 2100. godine, iz čega proizi la zi povećanje prosječne godišnje temperature za ~ 2,5 °C i smanjenje prosječ ne godišnje količine oborina za ~ 152 mm/god. u odnosu na razdoblje 1950 – 2000. godine. Istraživanje je pokazalo kako bi ove promjene mogle pro uzročiti smanjenje ekološke niše obične jele u Hrvatskoj (p>0,9) za gotovo 85 % u odnosu na današnje stanje. Ključne riječi:Abies albaMill., areal, ekološka niša, globalne klimatske promjene, klimatski čimbenici UVOD– Introduction Obična jela (Abies albaMill.) je jedna od najvažnijihCu liberg1991). Rezultati analiza jezerskih sedimeeuropskih gospodarskih vrsta drveća. Prirodno prido lazinata s lokaliteta Pula maar (područje današnjega Balau planinskoj regiji istočne, zapadne, južne i sred nje Eu-tona) potvrdili su njezino postojanje prije tri milijuna rope.Većinski dio njezine europske populacije nalazi sego dina(Willsi dr.1999). Zna se kako je obična jela unutar geografskih koordinata od 52° N u Poljskoj doras la na području Plitvičkih jezera još prije 6000 godina 40° N na sjeveru Grčke, te od 5° E u zapadnimAlpama(Srdoči dr.1985). Rezultati analiza treseta uzorkovado 27° E u rumunjskim i bugarskim Karpa tima. Manjinog s lokaliteta Dubravice (područje Hrvatskog Zadio pridolazi na Pirinejima, u Sre diš njem Masivu, i nagorja) su pokazali njezinu prisutnost na nadmorskoj sjeveru Francuske (Wolf2003,Sagnardi dr.2002).vi sini od 180 m u razdoblju Antlantika (GigoviNi- U Hrvatskoj raste u gorskom vegetacijskom pojasu Di-kolić1960). narida i na panonskim gorama: Papuku, Psunju, Med Paleobotaničari sugeriraju da se jela, zajedno s buk ved nici i Macelju (Jelaska2005). vom, u središnjoj Europi prirodno proširila djelova- Paleontološka istraživanja pokazala su kako se obič -njem klime.Tako Berson(2004) objašnjava kako je na jela na ove prostore u postglacijalnom razdoblju širilapet čimbenika bilo odlučujuće za širenje bukve i jele u iz refugija na južnom Balkanu, južnoj Italiji, Pirinejima iEuropi: klimatske promjene, migracijski putevi, zastoj u Grčkoj unatrag 38000 godina (Bersoni dr.2004,u rastu populacije, antropogeno djelovanje i prirodni Lang1994,CulibergiŠercelj1995,Šerceljipo žari. Isti autor zaključuje da su klimatske promjene bile odlučujući čimbenik za širenje jele. 2 Izv. prof. dr. sc. Igor Anić, prof. dr. sc. Joso Vukelić, Utjecaj klimatskih čimbenika na dinamiku vegeta- Stjepan Mikac, dipl. ing. šum., doc. dr. sc. Darko Bakšić, cije moguće je uočiti unutar godine dana, ali i u dugim Damir Ugarković, dipl. ing. šum., Zavod za ekologiju i uzgajanje raz dobljima koja se protežu do 100000 godina. Neka šuma Šumarskoga fakulteta Sveučilišta u Zagrebu, pp 422, HR – 10002 Zagreb, mikac@sumfak.hr is traživanja upućuju na postojanje veze između dina |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 22 <-- 22 --> PDF |
I.Anić, J. Vukelić, S. Mikac, D. Bakšić, D. Ugarković: UTJECAJ GLOBALNIH KLIMATSKIH PROMJENA...Šumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 135-144 mike vegetacije i orbitalnih frekvencija (Milankovi ćevihciklusa) u amplitudama od ~ 124000 godina (Dy nesiusiJansson2000, Willsi dr.1999). Pro mjena klime je pojava u prirodi koja je uzrokovana prirodnom varijabilnošću. U posljednjem interglacijalnom razdoblju (Holocenu), uz pomoć izotopa kisika .O uzorkovanih na Greenland-u, utvrđene su male temperaturne oscilacije (Dansgaardi dr.1993). Os ci lacije u Holocenu iznosile su ±1,5 oC za prosječnu ljetnu i godišnju temperaturu (Wicki Tinner1997), dok rekonstrukcija padalina pokazuje znatnu varijaciju tijekom Holocena (Magnyi dr.2003).Davis(2003) je ustanovio varijacije u prosječnoj temperaturi od +0,5 do – 2,5 oC za cijelu Europu tijekom Holocena. Danas postoje mnoge znanstvene rasprave i tumačenja uzroka globalnog zagrijavanja.Tako Karli dr. (2003) smatraju kako su globalne klimatske promjene rezultat antropogenog djelovanja od početaka industrijske revolucije.Analizebušotinaledaukazujunavisok porastkoncentracijeCOuatmosferii porast atmosfer 2 skog COtijekomindustrijskograzdobljas280 ppmv 2 (1750. godine) na365 ppmv(1998. godine), (Högberg 2007). Neke studije ukazuju naprogresivniporast COod20 ppmv u razdoblju 8000. – 2000. godina 2 BP(Indermühleidr.1999). Jednaodnovijihteorija bilajedasupovećanurazinuCOuatmosferiprouzro 2 čileprirodnepromjeneukontinentalnimioceanskim rezervoarima.Ruddiman(2003) navodidajeantropogeniutjecajnaglobalniklimatskisustavzapočeojoš prije8000 godina,sprvimpoljoprivrednimrazvojem. Raynaud(2005) otkrivaubušotinamaledapovišenu razinuCOtijekomrazdobljaMIS11,3 kojapokazuje 2 sličnuvrijednostonojurazdobljupredindustrijske revo lucije. Hasselmann(1997) ukazuje da se tijekom prošloga stoljeća prosječna temperatura povisila za 0,5 oC. Prema istom autoru teorija o antropogenom uzroku globalnih klimatskih promjena je još uvijek kontroverzna.Loutre(2003)ukazuje na vrlo dugi trenutni interglacijalni period od ~ 50000 godina. Razlog tomu je visokakoncentracijaCOkojasprječavarazvoj 2 ledenog štita, a samimtimeipočetaknoveglacijacije. Bez obzira na raznolikost tumačenja uzroka pojave klimatskih promjena, činjenica je kako one mijenjaju oko liš u kojemu se pojavljuje neka vrsta. Skup ekološ kih čimbenika koji izgrađuju okoliš u kojemu se pojavlju je određena vrsta naziva se ekološka niša. Prema Hutchinsonu(1957) ekološka niša je opseg okoliš nih čimbenika unutar kojih se pojavljuje određena vrsta. Globalne klimatske promjene tijekom prošloga sto ljeća prouzročile su promjene u okolišu, a time i promjene ekoloških niša za sve vrste drveća, pa tako i obične jele. Osim toga, na dinamiku populacije obične jele utječu i drugi čimbenici, primjerice suhe i mokre depozicije (Glavači dr.1985,Prpić1987), visoka gus toća herbivora (Mayer1981, Roženbergari dr. 2007), međuvrsna kompeticija, neprimjereno gospodarenje (Matići dr.2006, 1996) te napadi štetnih insekata i patogenih gljiva (Klepac1972). Zbog svega toga učestale su sumnje u mogućnost povlačenja, pa čak i nestanka obične jele s njenih staništa. Cilj je ovoga istraživanja ustanoviti za područje Republike Hrvatske: (I)ekološku nišu obične jele na temelju odabranih klimatskih čimbenika (II)razlike između dijelova njezina areala s obzirom na odabrane klimatske čimbenike (III)moguće promjene ekološke niše s obzirom na mo del globalnih klimatskih promjena za razdoblje 2000 – 2100. godine. MATERIJAL I METODE RADA– Material and methods U radu su korišteni klimatski podaci za razdoblje 1950 – 2000. godine preuzeti iz bazeWorldclime(Hijmansi dr.2005). Za izgradnju prognoznog modela ko rišteno je osam klimatskih varijabli i reljefni čimbenici, primjerice nadmorska visina (m) i nagib (°). Za prog nozu klimatskih promjena za razdoblje 2000 – 2100. godine korišten je model CCM3 (ClimateChange Model) koji predpostavlja dvostruku razinu sta kleničkih plinova (CO, CH, NO, CFC-11 i CFC-12) u at 242 mosferi u odnosu na današnju (Govindasamyi dr. 2003). Svi klimatski podaci su unešeni, kao gridovi, u 2 rezoluciji 30 sec (~ 1 km). Podaci o pridolasku jele na području Republike Hrvatske korišteni su iz najnovijih istraživanja o rasprostranjenosti šumkih staništa (Vukelići dr.2008), s ICPploha, baze fitocenoloških snimaka Republike Hrvatske i iz osnova gos podarenja. Na svakoj plohi pridolazak jele ocijenjen je binarnim varijablama – 1 (nazočna) i 0 (odsutna). Nezavisne varijable korištene za izgradnju logističkog modela i prognozu su: nadmorska visina – Elev (m), nagib –Slope(°), prosječna godišnja temperatura – MeanAnnT(°C), prosječni godišnji temperaturni opseg –MeanAnnTR(°C), dobiven kao razlika prosječ ne temperature najtoplijeg i najhladnijeg mjeseca, za tim odnos između prosječnoga mjesečnoga opsega temperature i prosječnoga godišnjega temperaturnog opsega –IsoTherm(°C), prosječna temperatura najsušeg kvartala –MeanTDQ(°C), prosječna temperatura najhladnijeg mjeseca –MeanTCM(°C), prosječna godišnja količina oborina –MeanAnnP(mm), prosječna ko ličina oborina u najtoplijem kvartalu – MeanPWQ (mm) i koeficijent varijacije oborina –PreS(mm). Areal jele podijeljen je na tri dijela: DIN – dinarski dio areala jele unutar zajednice Omphalodo-Fagetum /Tregubov1957/Marinčeketal. 1993,ACD – dinar ski dio acidofilnih jelovih zajednica (Blechno-Abiete |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 24 <-- 24 --> PDF |
... (°) kriminaciju dijelova areala u prvom faktoru imaju prosječna godišnja tempe ratura, prosječna temperatura najhladnijeg mjeseaca i prosječna godišnja količina oborina. Najveći utjecaj na odvajanje pa nonskoga dijela areala (PAN) od ostalih gru pa ima dru ga kanonička funkcija. S obzirom na koriš tene klimat ske čimbenike, jasno se razdvajaju dva tipa areala jele u Hrvatskoj (Slika 1) – panonski dio (PAN) i dinar ski dio (DIN, ACD). S obzirom na analizirane klimatske čimbenike nemoguće je razdvojiti dinarski dio areala jele u dvije skupine. Slika2. Prostorna razdioba prosječne godišnje temperature: a) za razdoblje 1950 – 2000. godine, b) prema modelu klimatskih promjena (Worldclime) za razdoblje 2000 – 2100. godine, c) distribucija frekvencija prosječnih temperatura za razdoblje 1950 – 2000 i 2000 – 2100. godine, d) distribucija frekvencija prosječnih oborina za razdoblje 1950 – 2000 i 2000– 2100. godine Figure 2Spatial distribution of mean annual temperature: a) for the period 1950 – 2000, b) according to the climate change model (WORLDCLIME) for the period 2000 – 2100, c) mean annual temperature for the period 1950 – 2000, and 2000 – 2100, d) mean annual precipitation for the period 1950 – 2000, and 2000 – 2100 |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 23 <-- 23 --> PDF |
I.Anić, J. Vukelić, S. Mikac, D. Bakšić, D. Ugarković: UTJECAJ GLOBALNIH KLIMATSKIH PROMJENA...Šumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 135-144 tumHorvat/1938/ 1950) i PAN – panonski dio areala koji obuhvaća areal jele unutar zajednice (Festucodrymeiae- AbietetumVukelićetBaričević2007). Raz like u klimatskim čimbenicima unutar dijelova are ala jele utvrđene su jednostrukom analizom varijance (ANOVA).Analiza i vizualizacija ekološke niše unutar areala utvrđena je diskriminantnom analizom (DA). REZULTATI Analizom varijance utvrđene su značajne statističke razlike između svih grupa područja prirodnog rasprostra njenja obične jele s obzirom na nadmorsku visinu –Elev (F = 4,0783, p = 0,0000), koeficijent varijacije obo rina – PreS(F = 5,1062, p = 0,0000), prosječnu ko ličinu oborina u najtoplijem kvartalu – MeanPWQ(F = 5,0930, Prog nozni model ekološke niše za područje rasprostranjenosti jele danas i za razdoblje do 2100. godine s ob zi rom na model klimatskih promjena izrađen je po moću logističke regresije (LOGREG), izraza: p(y) = exp(LP)/(1+exp(LP)),gdje LPpredstavlja linearnu kom binaciju nezavisnih varijabli (Flantuai dr.2007). – Results p = 0,0000), prosječnu temperaturu najhlad nijeg mjeseca –MeanTCM(F = 2,9190, p = 0,0000), prosječnu godiš nju količinu oborina – MeanAnP(F = 279,8634, p = 0,0000) i prosječnu godišnju temperaturu –Mean AnnT( F = 3,5401, p = 0,0000). Statistički značajne razlike nisu utvrđene između acidofilnih jelovih zajednica i Tablica 1. Prosječne vrijednosti stanišnih i klimatskih čimbenika u šumskim zajednicama obične jele u Hrvatskoj za razdoblje 1950 – 2000. godine Table 1 Mean values of site and climatic factors in the forest communities of Silver fir in Croatia for the period 1950 – 2000 Grupa Group ElevMeanAnnTRMeanAnnTMeanAnnPIsoThermMeanTDQMeanTCMMeanPWQPreSSlope N (m)(°C)(°C)(mm)(°C)(°C)(°C)(mm)(mm)(°) PAN58729,48,2960,430,80,1-5,5311,024,05,0238 DIN88726,67,61338,928,88,5-4,3294,719,25,33874 ACD78726,48,51372,329,01,1-3,3318,617,74,498 Prosjek Average 75427,58,11223,729,53,2-4,4308,120,34,94210 Elev– nadmorska visina/elevation MeanAnnTR– prosječni godišnji temperaturni opseg/mean annual temperature range MeanAnnT– prosječna godišnja temperatura/mean annual temperature MeanAnnP– prosječna godišnja količina oborina/mean annual precipitation quantity IsoTherm– odnos između prosječnoga mjesečnoga opsega temperature i prosječnoga godišnjega temperaturnog opsega/the ratio between the mean monthly temperature range and the mean annual temperature rangeMeanTDQ– prosječna temperatura najsušeg kvartala/mean temperature of the driest quarter MeanTCM– prosječna temperatura najhladnijeg mjeseca/mean temperature of the coldest quarter MeanPWQ– prosječna količina oborina u najtoplijem kvartalu/mean annual precipitation in the warmest quarter PreS– koeficijent varijacije oborina/coefficient of seasonal precipitation variation Slope– nagib terena/slope panon skih bukovo-jelovih zajednica s obzirom na nagibnars kihi panonskih bukovo-jelovih šuma nisu utvr i prosječnu temperaturu najsušeg kvartala. Između di -đene razlike jedino u nagibu. Unutar dinarskoga dijela areala jele razlike nisu utvrđene samo izmeđuprosječnog godišnjeg op sega temperature–MeanAnnTRi odnosa između mjesečnog i godišnjeg opsega temperature –IsoTherm(Tablica 1). Slika1. Scatter plot kanoničkih vrijednosti diskriminantne analize Wilks’l = 0,1647609, F (27,21761) = 688,45 p<0,0000. Elipse označavaju 95 % mjerenja unutar populacije. Oznake predstavljaju istraživane populacije: PAN – panonski dio areala jele, DIN – dinarske bukovo-jelove šume, ACD – acidofilne jelove šume, OTHER – ostali lokaliteti u Hrvatskoj. Figure 1Scatter plot of values of canonical discriminant analysis Wilks’ 1 = 0.1647609, F (27.21761) = 688.45 p<0.0000. Elipses denote 95 % measurements within the population. Signs represents the investigated populations: PAN – Pannonian part of fir distribution range, DIN – Dinaric beech-fir forests, ACD – acidophilic fir forests, OTHER – other localities in Croatia. |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 26 <-- 26 --> PDF |
I.Anić, J. Vukelić, S. Mikac, D. Bakšić, D. Ugarković: UTJECAJ GLOBALNIH KLIMATSKIH PROMJENA...Šumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 135-144 Površina Republike Hrvatske na kojoj raste obična jela kao vrsta iznosi 323 286 ha (Izvor: Corine Land Co ver 2000). Prema logističkom modelu površina ekološ ke niše (potencijalnog staništa) iznosi 337 610 ha (p . 0,9). Razlika od 14 324 ha, distribuirana uglavnom na području panonskih bukovo-jelovih šuma na Žumberku, Samoborskom gorju, Psunju te na dijelu Učke, upu ćuje na mogući antropogeni utjecaj tijekom povijesti (Slika 3a). S obzirom na promijenjene klimatske parametre, mogu se prognozirati znatnije promjene ekološke niše obične jele do 2100. godine. Naime, prognozni model s obzirom na model globalnih klimatskih promjena ukazuje na značajne promjene u području slavonskoga gorja i na većem dijeluVelebita. Smanjenje područja vjerojatnosti . 0,9 iznosi288155 ha, iliurelativnomiznosu za 85,35 % manjupovršinuuodnosunadanašnju(Slika3b). Izrađeni prognozni model logističke regresije točno je klasificirao 94,79 % procijenjenih uzoraka, dok je us pješnost validacije 95,29 %. Prema modelu globalnih kli matskih promjena prosječna godišnja temperatura će se povećati za ~ 2,5 °Cuodnosunapro sječnugodišnjutemperaturuzarazdoblje1950 – 2000. godine(Z= -93,045, p< 0,0001). Prosječnagodišnjako ličinaoborina ćese smanjitiza ~ 152 mm/god. (Z = 79,337, p = < 0,0001) unutar područja sadašnjegaarealaobičnejele(Tablica5). Tablica 5.Prosječne vrijednosti klimatskih čimbenika za razdoblja 1950 – 2000. i 2000 – 2100. godine Table 5Mean values of climatic factors for the periods 1950 – 2000 and 2000 – 2100 MeanAnnPMeanPWQPreSMeanAnnTMeanTCMMeanAnnTRMeanTDQIsoTherm (1950 – 2000)(mm)(mm)(mm)(°C)(°C)(°C)(°C)(°C) PAN960,4311,024,08,2-5,529,40,130,8 DIN1338,9294,719,27,6-4,326,68,528,8 ACD1372,3318,617,78,5-3,326,41,129,0 Ukupno -Total 1318,3296,119,47,7-4,326,77,929,0 (2000 – 2100)(mm)(mm)(mm)(°C)(°C)(°C)(°C)(°C) PAN869,9276,929,910,8-3,630,82,530,0 DIN1184,1267,924,710,1-2,628,210,827,9 ACD1216,3304,220,411,0-1,627,93,328,1 Ukupno -Total 1167,1269,224,910,1-2,728,410,228,0 Razlika -Difference(mm)(mm)(mm)(°C)(°C)(°C)(°C)(°C) PAN-90,6-34,15,92,61,91,42,4-0,8 DIN-154,8-26,85,52,51,61,62,3-0,9 ACD-155,9-14,42,72,41,71,52,2-0,8 Ukupno -Total -151,2-26,95,52,51,71,62,3-0,9 Tablica 6.Ekološka niša obične jele za razdoblje 1990 – 2000. godine i moguća promjena za razdoblje 2000 – 2100. godine Table 6Ecological niche of silver fir for the period 1990 – 2000 and possible change for the period 2000 – 2100 Vjerojatnost pojave jele Probability 2000. godina –2000. year2100. godina –2100. yearRazlika Difference (%)p (%)Površina –Area(ha) 0 – 10443383780%500262589%9% 10 – 251896973%2364954%1% 25 – 501983584%1664503%-1% 50 – 751978264%872142%-2% 75 – 901915963%485451%-2% 90 – 1003376116%494561%-5% RASPRAVA Globalneklimatskepromjeneprouzročenesuredovi timciklusima (tzv. Milankovićevimciklusima) u Zem ljinojorbitikojisedešavajupribližnosvakih 100000 godina(Hays1976). Milankovićeviciklusi odre đujukoličinuinsolacije, atimeitemperaturuna Zemlji. Kaoposljedica toga uočena je smjenahladnihi toplihrazdobljaunjezinojprošlosti. Toplarazdoblja (interglacijacije) ponavljajusesvakih100000 godina, a trajupribližno10000 godina(Berger1981).Tijekom – Discussion razdobljainterglacijacijarazinaatmosferskogCOpostupnorasteuodnosunaglacijalnorazdoblje. Svako toplorazdobljenosikarakterističnaklimatskaobiljež ja. Cheddadi(2007) usporedbomdinamikeekosustavatijekom proteklih pet interglacijacijazaključuje da recentni razvojvegetacijenijeistikaoiprije500000 go dina.Postglacijalnamigracijaovisiokapacitetuvrs tezamigracijomikolonizacijomnovihpodručja. Broj ni su primjeri o dominaciji i nestanku pojedinih vrsta |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 25 <-- 25 --> PDF |
I.Anić, J. Vukelić, S. Mikac, D. Bakšić, D. Ugarković: UTJECAJ GLOBALNIH KLIMATSKIH PROMJENA...Šumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 135-144 Logistički prognozni model rezul tirao je visokom ob 2 jaš njenomvar i jabilnosti(CoxandSnellR= 0,653, Na 2 gel kerkeR=0,876, AUC= 0,978). Zatestiranje validacijemodelanapravljenajekartavjerojatnostipojavejele. Graničnavjerojatnostpojavnostivrsteuvećini logističkihre gresijskihmodelaiznosi0,5(Mil leri Franklin2002). Većavjerojatnostukazujenastaništa pogodnazapojavujele s obziromnaklimatske čimbe- Tablica 3.Rezultati logističkog prognoznog modela Table 3Results of logistic prognostic model nike. Usporedbomspos to jećimarealomjele (Corine Land Co ver 2000, izvor: www.azo.hr) vje rojatnost. 0,9 odgovara njezinom stvarnomarealuuHrvatskoj. Zaizgradnjuprognoznogmodelasvevarijablepokazalesuse statističkiznačajne(Tablica 4). Jedino prosječna go dišnja temperatura –MeanAnnT(°C) ima negativan utje caj na pridolazak jele. Statistika –StatisticBroj stup. slobode DF. 2 –Chi-squarePr > Chi -2 Log (Likelihood)106867,938< 0,0001 Score104618,337< 0,0001 Wald10921,860< 0,0001 Slika3. Prostorna distribucija ekološke niše (potencijalnog staništa) obične jele dobivena logističkim regresijskim modelom: a) stanje u razdoblju 1990 – 2000. godine, b) predviđanje za razdoblje 2000 – 2100. godine Figure 3 The spatial distribution of ecological niche of silver fir obtained with logical regression model: a) for the period 1990 – 2000, b) predicting for the period 2000 – 2100 Tablica 4.Procijenjeni parametri prognoznog modela logističke regresije (. = 0.05) Table 4Estimated prognostic parameters of logistic regression model (. = 0.05) Varijable Variables Vrijednost Value Standardna pogreška Standard error . 2 Chi-SquarePr > Chi Donja granica Lower bound (95 %) Gornja granica Upper bound (95 %) Odds-odnos Odds ratio ß-88,1836,45186,941< 0,0001-100,824-75,542 0 Elev (m)0,0020,0016,9240,0090,0010,0041,002 MeanAnnTR(°C)0,3570,05443,759< 0,00010,2510,4631,429 MeanAnnT(°C)-0,6830,09848,547< 0,0001-0,875-0,4910,505 MeanAnnP(mm)0,0110,001102,577< 0,00010,0090,0141,011 IsoTherm(°C)0,5520,11622,565< 0,00010,3240,781,737 MeanTDQ(°C)0,0070,00215,758< 0,00010,0030,011,007 MeanTCM (°C)0,6030,09738,626< 0,00010,4130,7931,828 MeanPWQ(mm)0,110,007237,466< 0,00010,0960,1241,116 PreS (mm)0,4280,042104,804< 0,00010,3460,511,534 Slope (°)0,0930,01924,473< 0,00010,0560,131,097 |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 27 <-- 27 --> PDF |
I.Anić, J. Vukelić, S. Mikac, D. Bakšić, D. Ugarković: UTJECAJ GLOBALNIH KLIMATSKIH PROMJENA...Šumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 135-144 drveća s određenih staništa u prošlosti. Tako Willis (1999) ukazuje na istovremeno postojanje subtropskih ro dova kao što su: Carya,Pterocarya,Liquidambar, Seqouia,Taxodium,Nissai dr., zajedno s jelom i buk vom na području današnjega Balatona. Drugi primjer je vrstaAcermonspessulanum, koja je danasraširenau juž nojEuropi, aurazdobljuIpswichiana prostirala se dobritanskogpoluotoka(West1980). Isti autor je usta novio kako je omorika (Piceaomorika) urazdoblju PastonianaraslasvedojugaEngleske. VrstaRhododendron ponticumtijekomposljednjihinterglacijacija bilajeraširenasvedozapadneIrske, adanaspridolazi samouJužnojEuropi. PremaReille(1995) tijekom raz dobljaEmianauumjerenompojasueuropskihšuma do miniraojegrab,kojegajekasnije,urazdobljuholocena, potisnulabukva. U razdobljuranoginterglacijala rodoviZelkovaiUlmusimalisu u Italiji značajnuulo guusastavu šuma. Danasseovevrstepojavljujukao reliktiuvrlomalimizoliranimpodručjima(Russoi Cheddadi1996). Cheddadiidr.(2005) zaključuju dadinamikavegetacijepokazujeskladnijaobilježja, uko likosepromatra bioklimatska grupataksona (BAG–BioclimaticAffinityGroups) kojaimavišeklimatskihnaklonostinegopojedinavrsta. Klimatski čimbenici utje ču na dinamiku prirodnih ekosustava na globalnoj razini te na migraciju i pridolazak vrste. Utjecaj vegetacije na globalni ciklus kruženja CO 2 je značajan, jer šumski ekosustavi prekrivaju više od 9 4,1 x 10ha površine Zemlje, a šume i šumsko tlo sadr 15 žavaju oko 1146 x 10g C. Od toga iznosa 49 % otpada na borealne šume, 14 % na umjerene i 37 % na tropske šume.Više od 2/3 ugljika u šumskim ekosustavima sadržano je u tlu. Gospodarski zahvati utječu na smanjenje razine atmosferskog ugljika (Dixoni dr.1994). Pre maLaubhann(2008) prosječno vezivanje ugljika -1-1 u europskim šumama iznosi 1730 kg hagod. Krčenjem šuma za dobivanje poljoprivrednih površina u atmosferu 15-1 je oslobođena velika količina ugljika (2 x 10g god), (Richteri dr. 1999). Preko 30 % šuma u Svijetu su negospodarene, od čega su polovica prašume distribuirane u borealnoj i umjerenoj zoni sjeverne hemisfere.Tišumski kompleksi vežu ~ 1,3±0,5 Gt ugljika na godinu (Luyssaerti dr. 2008). Iznos produkcije COvarira s 2 temperaturom tijekom godine.Tako je u proljeće i ljeto produkcija 2 – 3 puta veća nego u zimskom razdoblju pri istoj temperaturi, a u prosjeku godišnje oko 3400 g 2 CO/m(Woodnelli dr. 1966). Borealni šumski eko 2 sustavi su veliki bazeni ugljika, no u njima su procesi dekompozicije usporeni. Globalno zagrijavanje u skoroj ZAKLJUČAK Istraživanje je pokazalo kako se današnji areal obične jele u Hrvatskoj značajno (p . 0,9) ne razlikuje od potencijalnoga.Toznači kako duga povijest gospoda budućnosti može prouzročiti suprotni učinak u smislu oslobađanja velikih količina ugljika, upravo iz borealnih šumskih ekosustava. Iz navednog može se izvući zaključak kako postoji značajna veza između klime, atmosferskog COi vegetacije na globalnoj razini. 2 Klimatski model upotrijebljen u ovom istraživanju pretpostavlja dvostruko povećanje razine stakleničkih plinova u idućih sto godina. Nedostatak klimatskih prognostičkih modela je što ne uzimaju u obzir utjecaj vegetacije na globalno kruženje ugljika, aerosola, oblačnosti i oceansko-atmosferskog spoja klime (Hasselmann 1997). Na lokalnoj razini odlučujuću ulogu imaju, osim klimatskih, i drugi čimbenici kao što su gustoća populacije herbivora, patogeni organizmi, prizemna razina ozona, gospodarski zahvati, promjene svojstava tla, kompeticija, mezo- i mikroklimatski čimbenici i drugo. Novija istraživanja ukazuju na znatnu oštećenost i propadanje sastojina jele u području Dinarida (Božićidr.2006).Potočić(2005) utvrđuje da sušne godine u kombinaciji s tlima siromašnim kalcijem uzrokuju smanjenje koncentracije kalcija u iglicama jele.Toje važan biogeni element, jer štiti biljku od smanjenja lisne površine tijekom suše.Matići dr. (1998) utvrđuju povećanu učestalost uroda jele kao posljedicu promijenjenih stanišnih prilika. Obična jela je tijekom evolucije stvorila neke prilagodbe na promijenjene uvjete okoliša, primjerice dugotrajno podnošenje zasjene, odgodu visinskoga rasta zbog obrane od kasnih proljetnih mrazeva, fizičku koakciju korijenja, stvaranje biogrupa i razvijen korijenski sustav (PrpićiSeletković2000). Međutim, strah od otežanog uspijevanja obične jele u njezinoj ekološkoj niši je opravdan jer se može dogoditi da se u uvjetima naglih promjena klimatskih čimbenika vrsta neće uspjeti na vrijeme prilagoditi. Prognoza ovoga is tra živanja pokazuje značajan utjecaj klimatskih čimbenika na ekološku nišu obične jele do 2100. godine. Treba ipak imati u vidu kako svaki model ima svoje nedostatke. Modeli koji predviđaju globalne klimatske promjene sadrže veliku entropiju, jer ne uključuje sve one čimbenike koji posredno ili neposredno utječu na klimu. Modeliranje današnje ekološke niše obavljeno je pod pretpostavkom da gospodarenje šumama nije značajnije utjecalo na rasprostranjenost obične jele u Hrvatskoj. Zato bi buduća istraživanja trebalo nastaviti u smjeru modeliranja gustoće njezine populacije ili omjera smjese na razini realizirane ekološke niše u kom peticiji s bukvom i drugim vrstama drveća, uključu jući mehanizme rasta populacije. – Conclusion renja šumama koja u kontinuitetu traje gotovo dva i pol stoljeća nije pridonijela smanjenju njezina areala. |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 28 <-- 28 --> PDF |
I.Anić, J. Vukelić, S. Mikac, D. Bakšić, D. Ugarković: UTJECAJ GLOBALNIH KLIMATSKIH PROMJENA...Šumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 135-144 Međutim, globalne klimatske promjene mogle bi du goročno izazvati značajne promjene ekološke niše obič ne jele u Hrvatskoj. Prognostički model primijenjen u ovom istraživanju predmnijevao je dvostruko po većanje koncentracije stakleničkih plinova (CO, 2 CH, NO, CFC-11 i CFC-12) koje bi izazvalo porast 42 prosječne godišnje temperature za 2,5 °Cismanjenje prosječnegodišnjekoličineoborinaza 152 mm. U tom bi se slučaju do 2100. godine moglo očekivati smanjenje ekološke niše obične jele u Hrvatskoj za približno 85 % uodnosunarazdoblje1950 – 2000. godine. To ne znači neposredno smanjenje areala obične jele već sužavanje opsega ekološke niše ili stanišnih pri lika za njezino optimalno uspijevanje na istraživanom području. ZAHVALA– Acknowledgement Istraživanje je obavljeno u sklopu znanstveno-istraživačkog programa Ministarstva znanosti, tehnologije i športa Republike Hrvatske pod naslovom Potrajno i integralno gospodarenje šumskim ekosustavima u Hrvatskoj, LITERATURA Beaumont, L. J.,L.Hughes, M.Poulsen,2005: Predicting species distributions: use of climatic parameters in BIOCLIM and its impact on predictions of species’current and future distributions. Ecological Modelling, 186, 250–269. Berger, A.L., 1981:The astronomical theory of paleoclimates. Climatic variations: facts and theories (ur. A. L. Berger), str. 501–525, Reidel, Dordrecht. Božić,M., O.Antonić, R.Pernar, S.Jelaska, J.Križanac, J.Čavlović,V.Kušan,2006: Modelling the damage status of silver fir trees (Abies albaMill.) on the basis of geomorphological, climatic and stand factors. Ecological Modelling 94: 202–208. Cheddadi,R., J. L. Beaulieu, J. Jouzel,V.A. Ponel, J. M.Laurent, M.Reille, D.Raynaud, A.Bar-Hen,2005: Similarityofvegetation dynamicsduringinterglacialperiods. PNAS 39: 13939–13943. Corine Land Cover 2000, izvor: www.azo.hr Dansgaard,W., H. B.Clausen, N.Gundestrup, C. U. Hammer, S. F. Johnsen, P. M. Kristinsdottir, N. Reeh,1982:ANew Greenland Deep Ice Core. Science 218: 1273–1277. Davis, B.A.S., S.Brewerb,A. C.Stevensona, J.Guiotc,Data Contributors, 2003:The temperature of Europe during the Holocene reconstructed from pollen data. Quaternary Science Re views 22: 1701–1716. Dixon, R.K., A.M.Solomon, S.Brown, R.A. Houghton, M. C. Trexier, J. Wisniewski, 1994: Carbon Pools and Flux of Global Forest Ecosystems. Science 263: 185–190. Dynesius,M., R. Jansson,2000: Evolutionary con sequences of changes in species’geographi te znanstvenih projekata Dinamika obnovebukovo-je lovih prašuma hrvatskih Dinarida (oznaka MZOŠ 0680682041- 1950) i Šumska staništa i šumske zajednice na Medvednici (oznaka MZOŠ 068-0682041-2780). – References cal distributions driven by Milankovitch climate oscillations. PNAS 97: 9115–9120. Flantua, G.A.S., H. J.Boxel, H.Hooghiemstra, J. Smaalen,2007: Application of GIS and logistic regression to fossil pollen data in modeling present and past spatial distribution of the Colombian savanna.Climate Dynamic 29: 697–712. Gigov,A., V.Nikolić,1960: Rezultatianalizepolena nanekimtresavamauHrvatskoj. Glasnik Pri rodnjačkog muzeja, Ser. B, 15: 3–26. Glavač,V., H.Koenies, B.Prpić,1985: On the entry of aerial pollutants into beech and fir forests on the Dinaric range of south-westernYugoslavia. Šumarski list 9–10: 429–447. Hardin, G., 1960:The Competitive Exclusion Principle. Science 131: 1292–1297. Hays,J., J.Imbrie, N.Shackleton,1976: Variations in the Earth’s Orbit: Pacemaker of the Ice Ages. Science 194: 1121. Hijmans, R.J., S. E.Cameron, J. L.Parra,P. G. Jones, A.Jarvis,2005.Very high resolution interpolated climate surfaces for global land areas. International Journal of Climatology 25: 1965–1978. Högberg,P.,2007: Enviromental science: Nitrogen imapcts on forest carbon. Natureb 447: 781–782. Indermühle,A., T.F.Stocker,F.Joos, H.Fisher, H. J.Smith, M. Wahlen, B.Deck, D. Mastroianni, J. Tschumi,T.Blunieret al.,1999: Holocene carbon-cycle dynamics ba sed on COtrapped in ice atTaylor Dome, An 2 tarctica. Nature398: 121–126. Jelaska,S., 2005: Prilog raščlambi dinarskih buko vo- jelovih šuma na četvrtoj razini Nacionalne kla sifikacije staništa RH. Drypis, 1/1–3. |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 29 <-- 29 --> PDF |
I.Anić, J. Vukelić, S. Mikac, D. Bakšić, D. Ugarković: UTJECAJ GLOBALNIH KLIMATSKIH PROMJENA...Šumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 135-144 Klepac,D., 1972: Investigations of the effect of de foliators on the increment of Fir forests. Šumar ski list 1–2: 40–62. Laubhann,D., H. Sterba, G. J. Reinds, D.W. Vries,2008: The impact of atmospheris and climate on growth in Europe monitoring plots: An individual growth model. Forest Ecology and Management. In Press. Loutre, M. F.,2003: Clues from MIS 11 to predict the future climate: a modeling point of view. Earth and Planetary Science Letters. Earth Planetary Science Letter 212: 213–224. Luyssaert,S., E. D. Shulze, A.Börner, A. Knohl, D. Hessenmöller, B. E. Law, P. Ciais, J. Grace,2008: Old-growth forest as global carbon sinks. Nature 455: 213–215. Magnya,M., C.Bégeot, J.Guiot, O.Peyron, 2003: Contrasting patterns of hydrological changes in Europe in response to Holocene climate cooling phases. Quaternary Science Reviews 22: 1589–1596. Matić,S., I. Anić, M. Oršanić,2006: Aktualni pro blemi gospodarenja običnom jelom (Abies albaMill.) u Republici Hrvatskoj. Glasnikza šum skepokuse, pos. izd. 5, 7–28. Matić,S., M.Oršanić, I.Anić,1996: Neke karakteristike i problemi prebornih šuma obične jele (Abies albaMill.) u Hrvatskoj. Šumarski list CXX(3–4): 91–99, Zagreb. Matić,S., M.Oršanić, I.Anić,1998: Utjecaj klimatskih promjena na strukturu i razvoj šumskih ekosustava. U: M. Maceljski, (ur.), Prilagodba poljoprivrede i šumarstva klimi i njenim promjenama: 239–250, HAZU, Zagreb. Mayer,H., M. Neumann,1981: Struktureller und entwicklugsdynamischerVergleich der Fichten – Tan nen – Buchen – Urwälder Rothwald/Niederös terreich und Čorkova Uvala/Kroatien. Forstw. Cbl. 100: 111–132. Peguero-Pina, J.J., J. J. Camarero, A.Abadia, E.Martin, R.Gonzáles-Cascón,F. Morales, E.Gill-Pelegrin,2007: Physiological performance of silver fir (Abies alba Mill.) population under contrasting climates near the south-west distribution limit of the species. Flora-Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants 202: 226–236. Potočić,N., T.Ćosić, I. Pilaš,2005: The influence of climate and soil properties on calcium nutrition and vitality of silver fir (Abies alba Mill.). Enviromental pollutions3: 596–602. Prpić,B., 1987: Decline of forest trees in Croatia with special emphasis on the load of Gorski Kotar area with acid rain and heavy metals.Šu marski list 1–2: 53–60. Prpić,B., Z.Seletković,2001: Ekološka konstitucija obične jele. U: B. Prpić (ur.), Obična jela (Abies albaMill.) u Hrvatskoj, Akademija šu- mar skih znanosti, 255–269, Zagreb. Raynaud,D., J. M. Barnola, R. Souchez, R. Lorrain, J. R. Petit, P. Duval,V.Y. Lipenkov, 2005:Palaeoclimatology The record for marine isotopic stage 11.Nature 436: 39–40. Reille,M., J. L. deBeaulieu,1995:Pollen analysis of a long upper Pleistocene continental sequence in aVelay maar (Massif Central, France). Quaternary Research44: 205–215. Richter, D.D., D.Markewitz, S. E.Trumbore, C. G. Wells,1999: Rapid accumulation and turnover of soil carbon in a re-establishing forest. Nature400: 56–58. Roženbergar,D., S.Mikac, I.Anić, J.Diaci, 2007: Gap regeneration patterns in relationship to light heterogeneity in two old-growth beech– fir forest reserves in South East Europe. Forestry 80:431–443. Ruddiman, W.,2003: The Anthropogenic Greenhouse Era BeganThousands ofYearsAgo. Climate Change 61: 261–293. Russo-Ermolli,E., R.Cheddadi,1996:Climatic reconstruction during the Middle Pleistocene: Apollen record fromVallo di Diano (Southern Italy). Geobios 30: 735–744. Terhürne-Berson,R., T.Litt, R. Cheddadi, 2004: The spread of Abiesthroughout Europe since the last glacial period: combined macrofossil and pollen data.Veget. Hist.Archaeobot. 13:257–268. Sagnard,F., C.Barberot, B.Fady,2002: Structure of Genetic diversity inAbies albaMill. from southwestern Alps: multivariate analysis of adaptive and non-adaptive traits for conservation in France. Forest Ecology and Management 157: 175–189. Srdoč,D., B.Obelić, N.Horvatinčić, M.Culiberg, A.Šercelj, A.Slipčević,1985: Ra diocarbondatingandpollenanalysesoftwo peatbogsinthePlitviceNationalPark. ActaBotanica Croatica 44: 41–46. Svenning, J.C., F.Skov,2007: Could the tree diversity pattern in Europe be generated by postglacial dispersal limitation? Ecology Letters 10: 453–460. Vukelić,J., S. Mikac, D. Baričević, D. Bak šić, R. Rosavec,2008: Šumskastaništai |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2009 str. 30 <-- 30 --> PDF |
I.Anić, J. Vukelić, S. Mikac, D. Bakšić, D. Ugarković: UTJECAJ GLOBALNIH KLIMATSKIH PROMJENA...Šumarski list br. 3–4, CXXXIII (2009), 135-144 šumskezajedniceuHrvatskoj– Nacionalnaeko-Willis, K.J.,A. Kleczkowski, S. J. Crowhurst, 1999: loškamreža. Državnizavodzazaštituprirode, 124,000-year periodicity in terrestrial vegetation Zagreb, u tisku. change during the late Pliocene epoch. Nature West, R.G., 1980: Pleistocene forest history in East 397:685–688. Anglia. NewPhytologist 85: 571–622. Wolf,H., 2003. EUFORGEN Technical Guidelines Wick,L., W.Tinner,1997:Vegetation changes andfor genetic conservation and use for Silver fir timberline fluctuations in the central airs as indi-(Abies albaMill.). International Plant Genetic cators of Holocene climatic oscillations.Arctic Resources Institute, Rome, Italy. 6 pages. andAlpine Research 29: 445–458. Woodnell, G.M., W.R.Dykeman,1966: Respi- Willis, K.J., 1994:TheVegetational History ohThe ration of Forest Measured by Carbon Dioxide Balkans. Quaternary Science Reviews 13: Accumulation during Temperature Inversion. 769–788.Science 154: 1031–1034. SUMMARY: The aim of this research is to determine the following: the fundamental ecological niche or potential distribution range of silver fir in Croatia on the basis of selected climatic factors, differences between parts of fir distribution range with reference to the selected climatic factors and changes in the ecological niche in terms of the climate change model for the period 2000 – 2100. Climatic data for the period 1950 – 2000 used in this work were taken from the Worldclime database (Hijmans et al. 2005). Eight climatic variables and relief factors were employed to construct the prognostic model, such as altitute (m), slope (°) and others. Highly correlated variables were rejected. To predict climate changes for the period 2000 – 2100, a CCM3 model (Climate Change Model) was used, which is based on double the current level of greenhouse gases (CO, CH4, N2O, CFC-11 and CFC-12) (Govindasamy et al. 2003). All climatic data in grid form were2entered in 30-second resolution (~ 1 km2). Data on fir occurrence in Croatia were taken from the latest research on the distribution of forest sites (Vukelić et al. 2008), ICP plots, phytocoenological relevé database of the Republic of Croatia and management plans. In each plot fir occurrence was graded with binary variables – 1 (present) and 0 (absent). Independent variables used to construct the logistic model and prediction included elevation – Elev (m), slope – Slope (°), mean annual temperature – MeanAnnT (°C), mean annual temperature range – MeanAnnTR (°C), obtained as the difference between the mean temperature of the warmest and the coldest month, then the ratio between the mean monthly temperature range and the mean annual temperature range – IsoTherm (°C), mean temperature of the driest quarter - MeanTDQ (°C), mean temperature of the coldest quarter – Mean TCM (°C), mean annual precipitation quantity – MeanAnnP (mm), mean annual precipitation in the warmest quarter – MeanPWQ (mm) and coefficient of seasonal precipitation variation – PreS (mm). The distribution range of fir was divided into three parts: DIN – the Dinaric part of fir range within the community Omphalodo-Fagetum /Tregubov 1957/ Marinček et al. 1993, ACD – the Dinaric part of acidophilic fir communities (Blechno-Abietetum Horvat /1938/ 1950) and PAN – the Pannonian part encompassing fir range within the community Festuco drymeiae-Abietetum (Vukelić et Baričević 2007). Discriminant analysis (DA) was used to analyze and visualize ecological niches within the range. The prognostic model of ecological niches for the current distribution range of fir and that for the period until 2100 with regard to climate change model was made by means of logistic regression (LOGREG), expressions: p(y)= exp(LP)/(1+exp(LP)), where LP represents linear combination of independent variables (Flantua et al. 2007). According to the research, the current range of silver fir in Croatia does not differ dramatically (p . 0.9) from the potential one. This suggests that longlasting forest management did not contribute to its reduction. However, the selected climatic factors could have a signficant effect on the occurrence of silver fir in Croatia. The prognostic model shows that in conditions of global climate changes its potential range (p = . 0.9) in Croatia could decrease by ~ 85% in the period 2000 – 2100. Key words:Abies albaMill., distribution range, ecological niche, global climate changes, climatic factors |