Pilk ajalukku läbi puu aastarõngaste

Puude kasv

Rohelised taimed on autotroofsed organismid ehk nad sünteesivad ise omale anorgaanilistest ühenditest nagu CO₂ ja H₂O päikesevalguse olemasolul eluks vajalikud orgaanilised ained (lipiidid, valgud, süsivesikud ja vitamiinid). Seda protsessi nimetatakse fotosünteesiks ja selle käigus moodustub glükoos (suhkur), hapnik ja vesi:

6CO₂ + 12H₂O = C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

Fotosüntees sõltub CO2 ja vee kättesaadavusest, valguse intensiivsusest ja temperatuurist. Kliimamuutuste üks tagajärg on keskmise temperatuuri tõus, mis tähendab pikemat vegetatsiooniperioodi. See annab taimedele võimaluse pikema ajavahemiku vältel fotosünteesida. On teada, et puuliikidel on erinevad temperatuurivahemikud, mil nende kasv on kõige intensiivsem (Lin jt. 2012), samas kõrgem temperatuur üldiselt suurendab puude kasvu (Way ja Oren 2010).

Kliimamuutustel on ka negatiivne mõju puude kasvule ja arengule. Suvised põuaperioodid esinevad ühe tihedamini ning nende ajaline kestus pikeneb. Põud raskendab taimedel fotosünteesiks vajalike ainete hankimise mullast, mistõttu fotosüntees kas aeglustub või seiskub täielikult.

Metsade kuivendamise mõju puude kasvule

Kliima võib põhjustada metsades liigniiskust ning see pärsib puude toitainete omastamist. Pikemas perspektiivis põhjustab soostumine mullaviljakuse ja puistute kasvu järjepidevat langust. Põhjamaades, sh Eestis on liigniiskete muldade kuivendamisega tegeletud pikka aega. Praegu moodustavad kuivendatud metsad ehk kõdusood Eesti metsadest ligikaudu 15 protsenti. Metsi on kuivendatud peamiselt seetõttu, et Eestis ületab aastane sademete hulk aurumise, mistõttu on Eestis levinud soostumisprotsess. Soometsade kuivendamise tulemusena muutuvad soomullad sobivamaks metsade kasvatamiseks, kuna liigniiskus taandumine annab puudele võimaluse seni turbas seotud toitainete omastamiseks. Endistest soodest on saanud pikaajalise kuivendamise tagajärjel väga tootlikud metsad, kust ühiskond saab väärtuslikku puitu. Juba kuivendatud metsade kraave tuleb aeg-ajalt puhastada ja uuendada, et üleliigse põhjavee ärajuhtimine ei oleks takistatud.

Puude kasvu taastumine peale kinni vajunud kraavide puhastamist on kiire. On leitud, et see toimub juba esimese kümne aastaga. Küll aga sõltub taastumine puutüvede läbimõõdust, metsa tagavarast ja kasvukoha viljakusest (Potapov jt. 2023).

Joonis 1. Kuivendamise mõju männi aastarõngaste jämeduskasvule, mida iseloomustab aastarõngaste laiuse muutumine. Kuivenduse rajamise ajaks (tähistatud musta kriipsuga) oli selle puu vanus 108 aastat, diameeter 8 cm ja jämeduskasv keskmiselt 0,7 mm aastas. Kuivendusjärgsel perioodil 61-aasta jooksul, on puu diameeter suurenenud 18 cm, keskmiselt ligi 3 mm aastas. Autor/allikas: Aleksei Potapov

Kuivenduskraavide rajamisega taastatakse puude kiirem kasv ja võime talletada rohkem süsinikku, küll aga katkestatakse sellega vastandlik protsess, mille käigus arenevad sood ja rabad. Siinkohal on oluline mõista, et metsakuivendussüsteemide rajamisel ja hooldamisel tuleb arvestada nii majanduslike kui keskkonnakaitseliste huvidega.

Puutüve ristlõige

Et paremini aru saada puutüve ristlõike ehitusest ja seal toimuvatest protsessidest, oleme loonud virtuaalse mudelketta.

Link: 3D mudelketas

Dendrokronoloogia

Puude aastarõngaid uurib teadusharu nimega dendrokronoloogia, mis tuleneb ladinakeelsetest sõnadest dendron, mis tähendab puud (täpsemalt puude aastarõngaste dateerimist ja uurimist) ja chronos, mis tähendab aega. Dendrokronoloogia on kõigest sadakond aastat vana, mis teeb temast suhteliselt noore teadusharu.

Puude aastarõngaste laiuste varieerumine annab informatsiooni pikkade ajaperioodide jooksul toimunud muutustest puude kasvukeskkonnas. Dendrokronoloogiliste meetodite abil on võimalik mõista majandustegevuse (erinevad raied, kuivendamine) või looduslike häiringute (nt tulekahju, põud) mõju puude kasvule. Mida laiemad on aastarõngad, seda soodsamad on olnud puu selle perioodi kasvutingimused ja vastupidi.

Lisades puude aastarõngaste uuringutesse kliimategurid, tegeletakse dendroklimatoloogiaga. Dendroklimatoloogia olemuseks võib lugeda statistiliste suhete leidmist puude aastarõngaste laiuste ning kliimategurite vahel.

Ülesanne 1. Vasta Joonis 1. põhjal küsimustele

1. Kuidas neid ringe nimetatakse?
2. Miks need ringid erivärvi paistavad?
3. Mis põhjustab ringide laiuse varieeruvust?

Joonis 1. Puutüve ristlõige

Ülesanne 2. Vasta joonis 1 põhjal küsimustele.

1. Puu raiuti aastal 2021. Mis aastal hakkas puu kasvama ning kui vana oli puu raiumise hetkel?
2. Mis aastatel on aastarõngad laiemad ning mis võib seda põhjustada?
3. Kuidas on mõjutanud 2008 a. teostatud harvendusraie puu kasvu?

Arutle. Männipuu, mille põhjal 3D mudelketas loodi oli ca 30 aastane, mis tähendab, et suur osa elust oleks tal veel ees pidanud olema. Millised tegurid oleks selle puu edasist eluteed mõjutanud ja kuidas see oleks kajastunud aastarõngastel?

Allikad

Lin Y-S., Medlyn B.E., Ellsworth D.S. (2012) Temperature responses of leaf net photosynthesis: the role of component processes. Tree Physiology. 32:219–231.

Potapov, Aleksei & Mehtätalo, Lauri & Kiviste, Andres & Metslaid, Sandra & Kaart, Tanel & Stanturf, John & Hordo, Maris. (2023). Basal area growth response of Scots pine to drainage: An analysis using a mixed-effects modelling approach. Forest Ecology and Management. 532. 120825. 10.1016/j.foreco.2023.120825.

Way D.A., Oren R. (2010) Differential responses to changes in growth temperature between trees from different functional groups and biomes: a review and synthesis of data. Tree Physiology. 30:669-688.