Podzimní senescence listoví temperátních a boreálních dřevin v podmínkách měnícího se klimatu

• Thesis title in Czech: Podzimní senescence listoví temperátních a boreálních dřevin v podmínkách měnícího se klimatu
• Thesis title in English: Autumn leaf senescence in temperate and boreal woody species under changing climate
• Key words: senescence listoví, boreální lesy, temperátní lesy, klimatická změna, sekvestrace uhlíku
• English key words: leaf senescence, boreal forests, temperate forests, climate change, carbon sequestration
• Academic year of topic announcement: 2022/2023
• Thesis type: Bachelor's thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Experimental Plant Biology (31-130)
• Supervisor: Mgr. Zuzana Lhotáková, Ph.D.
• Author: Bc. Barbora Kosová - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 21.12.2022
• Date of assignment: 12.01.2023
• Confirmed by Study dept. on: 14.02.2023
• Date of electronic submission: 02.05.2023
• Date of proceeded defence: 07.06.2023
• Opponents: RNDr. Hana Konrádová, Ph.D.
• Advisors: prof. RNDr. Jana Albrechtová, Ph.D.

References

Bigler, Christof, and Yann Vitasse. 2021. “Premature Leaf Discoloration of European Deciduous Trees Is Caused by Drought and Heat in Late Spring and Cold Spells in Early Fall.” Agricultural and Forest Meteorology 307 (September): 108492. doi:10.1016/j.agrformet.2021.108492.
Denéchère, Rémy, Nicolas Delpierre, Ecaterina Nicoleta Apostol, Daniel Berveiller, Fabrice Bonne, Ella Cole, Sylvain Delzon, et al. 2021. “The Within-Population Variability of Leaf Spring and Autumn Phenology Is Influenced by Temperature in Temperate Deciduous Trees.” International Journal of Biometeorology 65 (3): 369–379. doi:10.1007/s00484-019-01762-6.
Gárate-Escamilla, Homero, Craig C. Brelsford, Arndt Hampe, T. Matthew Robson, and Marta Benito Garzón. 2020. “Greater Capacity to Exploit Warming Temperatures in Northern Populations of European Beech Is Partly Driven by Delayed Leaf Senescence.” Agricultural and Forest Meteorology 284 (April): 107908. doi:10.1016/j.agrformet.2020.107908.
Gill, Allison L., Amanda S. Gallinat, Rebecca Sanders-DeMott, Angela J. Rigden, Daniel J. Short Gianotti, Joshua A. Mantooth, and Pamela H. Templer. 2015. “Changes in Autumn Senescence in Northern Hemisphere Deciduous Trees: A Meta-Analysis of Autumn Phenology Studies.” Annals of Botany 116 (6): 875–888. doi:10.1093/aob/mcv055.
Liu, Qiang, Shilong Piao, Matteo Campioli, Mengdi Gao, Yongshuo H. Fu, Kai Wang, Yue He, Xiangyi Li, and Ivan A. Janssens. 2020. “Modeling Leaf Senescence of Deciduous Tree Species in Europe.” Global Change Biology 26 (7): 4104–4118. doi:10.1111/gcb.15132.
Moy, Andy, Sherry Le, and Amy Verhoeven. 2015. “Different Strategies for Photoprotection during Autumn Senescence in Maple and Oak.” Physiologia Plantarum 155 (2): 205–216. doi:10.1111/ppl.12331.
Palm, Emily, Werther Guidi Nissim, Daphné Gagnon-Fee, and Michel Labrecque. 2022. “Photosynthetic Patterns during Autumn in Three Different Salix Cultivars Grown on a Brownfield Site.” Photosynthesis Research 154 (2): 155–167. doi:10.1007/s11120-022-00958-z.
Tedla, Binyam, Qing-Lai Dang, and Sahari Inoue. 2020. “CO2 Elevation and Photoperiods North of Seed Origin Change Autumn and Spring Phenology as Well as Cold Hardiness in Boreal White Birch.” Frontiers in Plant Science 11 (April): 506. doi:10.3389/fpls.2020.00506.
Vico, Giulia, Almir Karacic, Anneli Adler, Thomas Richards, and Martin Weih. 2021. “Consistent Poplar Clone Ranking Based on Leaf Phenology and Temperature Along a Latitudinal and Climatic Gradient in Northern Europe.” BioEnergy Research 14 (2): 445–459. doi:10.1007/s12155-021-10249-5.
Wang, Mei, Peng Li, Changhui Peng, Jingfeng Xiao, Xiaolu Zhou, Yunpeng Luo, and Cicheng Zhang. 2022. “Divergent Responses of Autumn Vegetation Phenology to Climate Extremes over Northern Middle and High Latitudes.” Global Ecology and Biogeography 31 (11): 2281–2296. doi:10.1111/geb.13583.
Way, Danielle A., and Rebecca A. Montgomery. 2015. “Photoperiod Constraints on Tree Phenology, Performance and Migration in a Warming World.” Plant, Cell & Environment 38 (9): 1725–1736. doi:10.1111/pce.12431.

Preliminary scope of work

Podzimní senescence listoví dřevin mírného a boreálního pásma je jeden z fenologických jevů důležitých nejen pro životní cyklus samotných stromů ale i z hlediska míry sekvestrace uhlíku do lesních porostů. Podzimní rozklad fotosyntetických pigmentů, utlumení fotosyntetické aktivity, recyklace minerálních živin a následný opad listů je u dřevin mírného pásma řízen snižující se teplotou a u některých druhů i fotoperiodicky. Některé projevy probíhající klimatické změny, zejména zvyšující se teplota, mohou interferovat právě se signály z vnějšího prostředí startujícími senescenci.
Rozsáhlá metaanalýza publikovaných dat z roku 2015 (Gill et al. 2015) ukázala, že dochází ke zpoždění nástupu podzimní senescence jako odpovědi na zvyšující se teplotu (tedy opoždění signálu teplotou nízkou). K významnějšímu posunu senescence docházelo u dřevin do 50°N, zatímco u dřevin z vyšších zeměpisných šířek (50° až 70° N) byl posun senescence do pozdějších dat limitován zkracující se fotoperiodou (Way and Montgomery 2015). Další projevy klimatické změny jako např. sucho nebo zvýšená koncentrace CO₂ mohou v časování podzimní senescence různě interferovat (Bigler and Vitasse 2021; Tedla, Dang, and Inoue 2020). Avšak u mnoha druhů dřevin nejsou podrobné znalosti o mechanismech a váze teplotního a fotoperiodického signálu pro podzimní senescenci.
Cílem bakalářské práce je 1) zmapovat znalosti o roli teplotního a fotoperiodického signálu pro podzimní senescenci u vybraných dřevin mírného a boreálního pásma a 2) shrnout poznatky o efektu vybraných projevů klimatické změny (zvýšená teplota, případně sucho) na časování podzimní senescence a 3) diskutovat dopad posunu v podzimní senescenci na sekvestraci uhlíku lesními ekosystémy mírného a boreálního pásma.