Project

Back to overview

Acclimation and environmental memory - how do trees adjust to warmer droughts on different time scales and where are the limits?

English title Acclimation and environmental memory - how do trees adjust to warmer droughts on different time scales and where are the limits?
Applicant Gessler Arthur
Number 189109
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Swiss Federal Research Inst. WSL Direktion
Institution of higher education Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research - WSL
Main discipline Agricultural and Forestry Sciences
Start/End 01.03.2020 - 29.02.2024
Approved amount 632'000.00
Show all

All Disciplines (3)

Discipline
Agricultural and Forestry Sciences
Botany
Ecology

Keywords (8)

Tree Mortality; Metabolites; Acclimation; Hot Droughts; Carbon Isotopes; Ecological Memory; Trees; Global Change

Lay Summary (German)

Lead
Im Zuge des Klimawandels werden Hitze- und Trockenperioden häufiger werden und Bäume müssen sich als langlebige Organismen während ihrer Lebenszeit an sich ändernde Bedingungen anpassen. Bis jetzt ist aber nur unzureichend verstanden, durch welche Mechanismen Anpassungen stattfinden können, wie schnell sie erfolgen und wie lange sie bestehen bleiben. Das Projekt leistet einen Beitrag zum Verständnis dieser Prozesse.
Lay summary

Inhalt und Ziele des Forschungsprojektes

Bäume und Wälder speichern große Mengen an CO2und sind über die Verdunstung am globalen Klimageschehen beteiligt. Die für die Zukunft prognostizierte Häufung von Hitze- und Trockenphasen könnte die klimaregulierende Funktion der Wälder stören. Allerdings wissen wir, dass Bäume eine hohe Anpassungsfähigkeit besitzen und plastisch auf neue Bedingungen reagieren. Dieses Projekt befasst sich mit den Mechanismen dieser Anpassung an Hitze und Trockenheit und untersucht ob auch einzelne Extremereignisse eine langfristige Anpassung ermöglichen und Bäume somit ein ökologisches Gedächtnis haben. Hierzu werden die Auswirkungen des Klimawandels auf kurz- und langfristige Mechanismen der Anpassung untersucht und organspezifische Prozesse mit solchen auf Baumebene verknüpft. Weiterhin sollen die Grenzen der Anpassung definiert werden, um zukünftige Absterbeereignisse besser vorhersagen zu können.

 

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts

Das Projekt befasst sich mit Grundlagenforschung bietet aber auch Abwendungsmöglichkeiten für den Schutz von Wäldern in einem sich verändernden Klima. Informationen über die Spannbreite der Anpassung verschiedener Baumarten an Hitze und Trockenheit erlauben die Auswahl geeigneter Baumarten, um die Ökosystemleistungen der Wälder auch in Zukunft zu gewährleisten. 

 

Direct link to Lay Summary Last update: 30.09.2019

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Name Institute

Project partner

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
189724 High-resolution stable isotope analysis for tracing environmen-tal changes - HIRES 01.01.2020 R'EQUIP

Abstract

With global warming, droughts in the 21st century will set in more rapidly, last longer and be more intense. Because forests store the majority of terrestrial carbon (C) and are primary drivers of global evapotranspiration, feedbacks between rising temperature, extended periods of reduced precipitation, and forest functioning could have major implications on climate regulation. Yet, uncertainties exist about the physiological mechanisms governing forests response to warmer droughts. Acclimation to climate variability is a particularly important process for long-lived organisms like trees, as some may persist and experience climatic conditions in 100 years. However, how trees may acclimate on various time scales to warming and drying, and whether this plastic ability can be inherited by future generations is not well understood. In particular, we lack information on how high air temperature during future droughts will alter tissue temperature and leaf-level carbon (C) and water exchange. Even less clear, but yet highly significant for long-term plant maintenance, is the fate of C within plants, whether priorities for the products of photosynthesis shift with drought and increased temperature, and how they interact with the environment during warmer droughts. The objectives of this project are (i) to assess the impacts of atmospheric warming and soil drought on short- and long-term mechanisms of tree acclimation from the leaf- to the whole-plant level, (ii) to compare assess transgenerational acclimation, and (iii) understand the limits of acclimation and the tipping points leading to progressive tree decline to predict mortality trajectories. To reach these objectives, the project will use a multidisciplinary and multiscale approach combining greenhouse experiments, field-based observations, data mining and modeling. We will apply stable isotope approaches, together with metabolite analyses and the assessment of physiological and morphological leaf and canopy traits affecting CO2 and water fluxes. The project employs a PhD student and a postdoc and provide a stepping stone for them to develop their research beyond this specific project. Outcomes from this research will provide improved integrative understanding of warmer droughts impacts on forests functions.
-