포레스트 다이백

Forest dieback
2006년 중앙유럽 지제라 산맥
2020년 색소니안 보그틀랜드의 지속적인 가뭄으로 인한 나무 퇴치

숲의 다이백(Baldsterben, 독일어 차용어)은 나무나 목질 식물에서 병원균, 기생충 또는 산성비, [1]가뭄 등과 같은 조건에 의해 주변 부분이 죽는 상태를 말합니다.이러한 사건들은 [2]생태계의 복원력 저하, 중요한 공생 관계와[3] 한계점 [4]사라짐과 같은 비참한 결과를 초래할 수 있다.다음 세기의 주요 기후 변화 예측에 대한 몇 가지 티핑 포인트는 산림의 [5]쇠퇴와 직접 관련이 있다.

정의.

숲의 다이백은 나무들이 뚜렷한 원인 없이 건강을 잃고 죽어가는 현상을 말한다.이 상태는 산림 감소, 산림 손상, 캐노피 레벨 다이백 [6]및 스탠드 레벨 다이백이라고도 합니다.이것은 보통 개별 종의 나무에 영향을 미치지만, 여러 종에도 영향을 미칠 수 있습니다.다이백은 일시적인[6] 사건으로 많은 위치와 모양을 가질 수 있습니다.주변, 특정 고도에 있을 수도 있고 숲 [7]생태계 전체에 분산되어 있을 수도 있습니다.

숲의 다이백은 여러 가지 면에서 나타난다: 나뭇잎과 바늘에서 떨어지는 것, 잎과 바늘의 변색, 나무들의 왕관들의 얇아지는 것, 특정한 나이대의 나무들의 죽은 기둥들, 그리고 나무들의 뿌리의 변화.그것은 또한 많은 역동적인 형태를 가지고 있다.나무들은 가벼운 증상, 극단적인 증상 또는 심지어 죽음을 나타낼 수 있다.숲의 쇠퇴는 [6]숲 속의 여러 종의 지속적이고, 널리 퍼지고, 심각한 폐사의 결과로 볼 수 있다.현재의 산림 감소는 개별 수목의 급속한 발달, 다양한 산림 유형에서의 발생, 장기간에 걸친 발생(10년 이상) 및 영향을 받는 [7]종의 자연 범위 전체에 걸쳐 발생하는 것으로 정의할 수 있다.

역사

독일과 미국 북동부에서 심각한 다이백이 발생했던 1980년대에 많은 연구가 이루어졌습니다.그러나 1970년대 말부터 중앙유럽과 북미 일부 지역의 숲이 쇠퇴하면서 지역적으로 제한되었다.특히 독일의 산림 피해는 감소가 심했기 때문에 달랐다. 즉, 피해는 다양한 나무 종에 걸쳐 광범위하게 퍼져 있었다.영향을 받은 나무의 비율은 1982년 8%에서 1984년 50%로 증가했으며 [7]1987년까지 50%에 머물렀다.이 다이백에 대해서는 많은 가설이 제시되어 있습니다.아래를 참조해당 가설은 다음과 같습니다.

20세기에, 북아메리카는 다섯 개의 주목할 만한 단단한 나무토막으로 타격을 입었다.그것들은 숲의 성숙 이후에 발생했고 각각의 증상은 약 11년 동안 지속되었다.가장 심각한 온대 숲은 흰 자작나무와 노란 자작나무가 목표였다.그들은 1934년에서 1937년 사이에 시작해서 1953년에서 1954년 사이에 끝난 에피소드를 경험했다.이것은 남부 지역에서 처음 나타났고 북부 지역으로 이동했던 파도 패턴을 따랐으며, 1957년에서 1965년 사이에 [8]북부 퀘벡에서 두 번째 파도가 뚜렷하게 나타났다.

다이백은 재, 참나무, 단풍나무와 같은 다른 종에도 영향을 미칠 수 있습니다.특히 슈가 메이플은 1960년대 미국 일부 지역에서 다이백의 물결을 경험했다.제2의 물결은 주로 1980년대에 캐나다에서 발생했지만, 미국에도 도달했다.이러한 다이백은 자연 수목 사망률을 제외하기 위해 수치적으로 분석되었다.성숙한 숲은 극심한 환경 [8]스트레스에 더 민감하다는 가설이 있다.

포레스트 다이백의 잠재적 원인

산림 생태계의 구성요소는 복잡하며 다이백과 환경 간의 특정 인과 관계를 식별하는 것은 어려운 프로세스입니다.수년간 많은 연구가 수행되었고 다음과 같은 몇 가지 가설이 합의되었습니다.

  • 나무딱정벌레: 나무딱정벌레는 나무의 부드러운 조직을 피난처, 생계, 보금자리로 사용합니다.그들의 도착에는 보통 곰팡이와 박테리아와 같은 다른 유기체들도 포함된다.그것들은 함께 나무의 상태가 [9]악화되는 공생 관계를 형성한다.그들의 생애 주기는 그들이 알을 낳을 때 나무의 존재 여부에 달려있다.일단 부화하면, 애벌레는 나무와 기생 관계를 형성할 수 있고, 나무에서 먹고 살며 뿌리에서 [9]새싹까지 물과 영양소의 순환을 끊습니다.
  • 지하수 조건:호주에서 실시된 한 연구는 깊이와 염도와 같은 조건이 잠재적으로 다이백이 발생하기 전에 예측하는데 도움을 줄 수 있다는 것을 발견했다.한 생물 지역에서는 깊이와 염분 농도가 모두 증가하면 숲의 지위가 높아진다.그러나 동일한 연구 영역의 다른 생물 영역에서는 깊이가 증가했지만 물의 염분 농도가 낮으면(즉, 담수) 다이백이 증가했다.[10]
  • 가뭄과 열 스트레스: 가뭄과 열 스트레스는 다이백의 원인이 되는 것으로 가정됩니다.그들의 명백한 이유는 두 [2]가지 메커니즘에서 나온다.첫 번째 문제는 수력 [2]장애로 뿌리에서 나무의 새싹까지 물이 운반되지 못하는 것입니다.이것은 탈수 및 사망을 [11]일으킬 수 있다.두 번째, 탄소 [2]기아는 열에 대한 식물의 반응이 기공을 폐쇄할 때 발생합니다.이 현상은 이산화탄소의 유입을 차단하고, 그 결과 식물은 설탕과 같은 저장된 화합물에 의존하게 된다.만약 더위 이벤트가 길고 식물에 설탕이 떨어지면, 그것은 굶어 [11]죽을 것이다.
  • 병원균이 많은 폐사의 원인이다.어떤 병원균이 나무와 어떤 상호작용을 하는지 정확히 구분하고 확인하는 것은 어렵다.예를 들어 Phomopsis azadirachtae는 Phomopsis속의 균류로 [12]인도 지역의 Azadirachta Indica(Neem)에서 다이백의 원인이 확인되었습니다.일부 전문가들은 다이백을 스트레스에 시달리는 나무를 [6]침입에 이르게 하는 요인에 의해 영향을 받는 불완전한 기원을 가진 질병의 집단으로 간주한다.

다른 가설들은 다이백의 원인과 결과를 설명할 수 있다.1988년 [7]독일과 미국의 과학 교류에 합의된 바와 같이:

  • 토양 산성화/알루미늄 독성:토양이 더 산성화되면서 알루미늄이 방출되어 나무의 뿌리를 손상시킨다.관찰된 영향 중 일부는 일부 양이온의 흡수 및 운반 감소, 뿌리 호흡 감소, 미세한 공급자의 뿌리와 뿌리 형태에 대한 손상 및 세포벽의 탄력 감소이다.이것은 1979년에 [7]Bernhard Ulrich 교수에 의해 제안되었다.
  • 복잡한 고도화 질병:높은 오존 수치, 산성 퇴적, 그리고 높은 고도에서 영양 결핍이 결합되어 나무를 죽인다.오존 농도가 높으면 나뭇잎과 잎이 손상되고 영양분이 잎에서 침출됩니다.사건의 연쇄는 시간이 지남에 따라 확대됩니다.이것은 Bernhard Prinz, Karl Rehfuess 및 Heinz Zöttl [7]교수 그룹에 의해 제안되었습니다.
  • 가문비나무의 붉은 바늘병:이 병은 바늘이 떨어지고 왕관이 얇아지는 원인이 된다.바늘은 녹이 슬어서 떨어진다.이것은 이미 약해진 나무를 공격하는 2차 기생충인 잎 곰팡이에 의해 발생한다.이것은 Karl Rehfuess [7]교수에 의해 제안되었다.
  • 오염:대기 오염 물질의 농도 증가는 뿌리 체계를 손상시키고 새로운 잎에 독소가 축적되게 한다.오염 물질은 성장을 변화시키고, 광합성 활동을 감소시키며, 2차 대사물의 형성을 감소시킬 수 있다.낮은 농도는 독성이 있다고 생각됩니다.이것은 피터 쉬트가 이끄는 교수 [7]그룹에 의해 제안되었다.
    • 유기 공기 오염 물질: 이 하위 섹션은 유기 화합물에 초점을 맞춥니다.진지하게 논의된 세 가지 화합물은 에틸렌, 아닐린, 그리고 지니트로페놀이다.낮은 수준에서도 이러한 유기 화합물은 잎이 비정상적으로 떨어지고, 잎이 뒤틀리고, 묘목이 죽는다.이것은 Fritz Führ에 [7]의해 제안되었다.
  • 과도한 질소 증착:비료에서 흔히 발견되는 질소와 암모늄의 증가는 다음과 같은 가능한 영향을 미칠 수 있습니다: 그것은 유익한 곰팡이를 억제하고, 화학 반응을 지연시키고, 싹 성장과 뿌리 성장 사이의 정상적인 균형을 방해하고, 토양 침출량을 증가시킬 수 있습니다.하지만 실험적인 증거는 없습니다.이것은 Carl [7]Olaf Tamm에 의해 제안되었습니다.다음 항목도 참조하십시오.영양소 오염

삼림 디백의 결과

포레스트 다이백은 다양한 요인에 의해 발생할 수 있지만 일단 발생하게 되면 특정 결과를 초래할 수 있습니다.

  • 곰팡이 군락:외균근균은 나무와 공생 관계를 형성한다.나무껍질풍뎅이의 발생 이후, 다이백이 발생할 수 있습니다.이 과정은 광합성, 영양소 가용성, 분해 속도와 과정을 감소시킬 수 있다.일단 이것이 일어나면, 앞서 말한 공생 관계는 부정적인 영향을 받는다: 외균근균 군집은 감소하고 그 관계는 [3]완전히 사라진다.이것은 어떤 식물들은 [13]생존을 위해 그들의 존재에 의존하기 때문에 문제가 있다.
  • 토양 화학: 토양 화학은 다이백 증상에 따라 변화할 수 있습니다.잔류 바이오매스가 칼슘, 마그네슘, [14]칼륨 등의 특정 이온을 방출하기 때문에 염기 포화도가 높아질 수 있습니다.이는 식물의 성장과 토양 [15]비옥함에 있어 염기 포화도가 필수적이기 때문에 긍정적인 결과로 간주될 수 있다.따라서, 이것은 다이백에 이은 토양 화학이 산성 [14]토양을 회복하는데 도움을 줄 수 있다는 것을 의미한다.

기후 변화

상세정보 : 기후변화의 영향과 기후변화가 생태계에 미치는 영향

연평균 기온 변화와 가뭄은 삼림 퇴조의 주요 요인이다.죽은 나무들, 특히 아마존과 북방 숲에서 더 많은 탄소가 방출되면서, 더 많은 온실 가스가 대기로 방출된다.온실가스의 수치가 증가하면 대기의 온도가 높아진다.다이백에 대한 예상은 다양하지만, 지구 기후 변화의 위협은 다이백의 [9]비율을 증가시킬 뿐이다.

  • 복원력 저하:나무는 탄력적일 수 있다.하지만, 그것은 생태계가 가뭄으로 타격을 입었을 때 바뀔 수 있다.이로 인해 나무가 곤충에 더 쉽게 감염되어 다이백 [2]현상을 일으킵니다.기후 변화가 세계의 [16]특정 지역의 가뭄을 증가시킬 것으로 예상되기 때문에 이것은 문제이다.
  • 임계값: "생물 다양성..., 생태 조건... 및 생태계 기능"[4]과 같은 포레스트 다이백과 관련하여 많은 임계값이 존재합니다.기후 변화가 여러 과정을 통해 사망을 야기할 수 있는 힘을 가지고 있기 때문에, 이러한 역치는 어떤 경우에는 긍정적인 피드백 [4]과정을 유도할 수 있는 능력을 가지고 있다: 생태계의 기초 면적이 50% 감소하면, 외균근균의 풍부한 종들이 뒤따른다.앞서 언급했듯이, 외균근균은 특정 [13]식물의 생존에 중요하며, 다이백은 긍정적인 피드백 메커니즘으로 변한다.
  • 힌트:과학자들은 기후변화의 정확한 정점을 알지 못하고 시간표만 추정할 수 있다.정점에 도달했을 때, 인간 활동의 작은 변화가 환경에 장기적인 영향을 미칠 수 있습니다.다음 세기의 주요 기후 변화에 대한 예측의 9가지 분기점 중 2가지는 산림의 [5]쇠퇴와 직접 관련이 있다.과학자들은 아마존 열대[17] 우림과 북방 상록수[18] 숲의 숲이 향후 50년 [19]안에 티핑포인트를 일으킬 것을 우려하고 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Climate-induced forest dieback: an escalating global phenomenon?". Food and Agricultural Organization (FAO). 2009. Retrieved March 16, 2010.
  2. ^ a b c d e Sangüesa-Barreda G, Linares JC, Camarero JJ (December 2015). "Reduced growth sensitivity to climate in bark-beetle infested Aleppo pines: Connecting climatic and biotic drivers of forest dieback". Forest Ecology and Management. 357: 126–137. doi:10.1016/j.foreco.2015.08.017. hdl:10261/123320. ISSN 0378-1127.
  3. ^ a b Stursová M, Snajdr J, Cajthaml T, Bárta J, Santrůčková H, Baldrian P (September 2014). "When the forest dies: the response of forest soil fungi to a bark beetle-induced tree dieback". The ISME Journal. 8 (9): 1920–31. doi:10.1038/ismej.2014.37. PMC 4139728. PMID 24671082.
  4. ^ a b c Evans PM, Newton AC, Cantarello E, Martin P, Sanderson N, Jones DL, et al. (July 2017). "Thresholds of biodiversity and ecosystem function in a forest ecosystem undergoing dieback". Scientific Reports. 7 (1): 6775. Bibcode:2017NatSR...7.6775E. doi:10.1038/s41598-017-06082-6. PMC 5533776. PMID 28754979.
  5. ^ a b Lenton TM, Held H, Kriegler E, Hall JW, Lucht W, Rahmstorf S, Schellnhuber HJ (February 2008). "Tipping elements in the Earth's climate system". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (6): 1786–93. doi:10.1073/pnas.0705414105. PMC 2538841. PMID 18258748.
  6. ^ a b c d Ciesla WM, Donaubauer E (1994). Decline and dieback of trees and forests: A global overview. Rome, Italy: Food and Agriculture Organization of the United Nations.
  7. ^ a b c d e f g h i j Krahl-Urban B, Papke HE, Peters K (1988). Forest Decline: Cause-Effect Research in the United States of North America and Federal Republic of Germany. Germany: Assessment Group for Biology, Ecology and Energy of the Julich Nuclear Research Center.
  8. ^ a b Auclair AN, Eglinton PD, Minnemeyer SL (1997). Principle Forest Dieback Episodes in Northern Hardwoods: Development of Numeric Indices of Aereal Extent and Severity. Netherlands: Kluwer Academic Publishers.
  9. ^ a b c Allen C, Ayres M, Berg E, Carroll A, teal (2005). "Bark Beetle Outbreaks in Western North America: Causes and Consequences" (PDF). US Forestry Service. Retrieved 17 March 2021.
  10. ^ Cunningham SC, Thomson JR, Mac Nally R, Read J, Baker PJ (2011-02-21). "Groundwater change forecasts widespread forest dieback across an extensive floodplain system". Freshwater Biology. 56 (8): 1494–1508. doi:10.1111/j.1365-2427.2011.02585.x. ISSN 0046-5070.
  11. ^ a b Adams HD, Zeppel MJ, Anderegg WR, Hartmann H, Landhäusser SM, Tissue DT, et al. (September 2017). "A multi-species synthesis of physiological mechanisms in drought-induced tree mortality". Nature Ecology & Evolution. 1 (9): 1285–1291. doi:10.1038/s41559-017-0248-x. hdl:10316/87201. PMID 29046541. S2CID 294491.
  12. ^ Prasad, M. N. Nagendra; Bhat, S. Shankara; Raj, A. P. Charith; Janardhana, G. R. (2009-02-01). "Detection of Phomopsis azadirachtae from dieback affected neem twigs, seeds, embryo by polymerase chain reaction". Archives of Phytopathology and Plant Protection. 42 (2): 124–128. doi:10.1080/03235400600982584. ISSN 0323-5408. S2CID 84610692.
  13. ^ a b Policelli N, Horton TR, Hudon AT, Patterson T, Bhatnagar JM (2020-08-06). "Back to Roots: The Role of Ectomycorrhizal Fungi in Boreal and Temperate Forest Restoration". Frontiers in Forests and Global Change. 3: 97. doi:10.3389/ffgc.2020.00097. S2CID 220975025.
  14. ^ a b Kaňa J, Kopáček J, Tahovská K, Šantrůčková H (February 2019). "Tree dieback and related changes in nitrogen dynamics modify the concentrations and proportions of cations on soil sorption complex". Ecological Indicators. 97: 319–328. doi:10.1016/j.ecolind.2018.10.032. ISSN 1470-160X.
  15. ^ "Cation Exchange Capacity and Base Saturation UGA Cooperative Extension". extension.uga.edu. Retrieved 2021-03-29.
  16. ^ Gray E, Merzdorf J. "Earth's Freshwater Future: Extremes of Flood and Drought". Climate Change: Vital Signs of the Planet. NASA's Jet Propulsion Laboratory. Retrieved 2021-03-29.
  17. ^ Blaustein RJ (March 2011). "Amazon dieback and the 21st century". BioScience. 61 (3): 176–82. doi:10.1525/bio.2011.61.3.3. S2CID 86473306.
  18. ^ Krankina ON, Dixon RK, Kirilenko AP, Kobak KI (May 1997). "Global climate change adaptation: examples from Russian boreal forests". Climatic Change. 36 (1): 197–215. doi:10.1023/A:1005348614843. S2CID 154737245.
  19. ^ Lenton TM, Held H, Kriegler E, Hall JW, Lucht W, Rahmstorf S, Schellnhuber HJ (February 2008). "Tipping elements in the Earth's climate system". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (6): 1786–93. doi:10.1073/pnas.0705414105. PMC 2538841. PMID 18258748.