Natuur.focus
Afgiftekantoor 9099 Gent X P209602 Toelating – gesloten verpakking Retouradres: Natuurpunt, Coxiestraat 11, 2800 Mechelen
V L A A M S D R I E M A A N D E L I J K S T I J D S C H R I F T O V E R N AT U U R S T U D I E & - B E H E E R – S E P T E M B E R 2 0 1 4 – J A A R G A N G 1 3 – N U M M E R 3
V E R S C H I J N T I N M A A R T, J U N I , S E P T E M B E R E N D E C E M B E R
Klimaatverandering in onze bossen
Nieuwe Rode Lijst lieveheersbeestjes
Natuur op doktersvoorschrift
Artikels
Klimaatverandering en Belgische bossen Een evaluatie van experimenten en langetermijnveranderingen
Pieter De Frenne, Robert Gruwez, Maria Mercedes Carón, An De Schrijver, Andreas Demey, Martin Hermy & Kris Verheyen
De publicatie van het laatste IPCC-klimaatrapport van de Verenigde Naties bevestigde het andermaal: het wereldwijde klimaat verandert door toedoen van de mens. Deze veranderingen hebben grote effecten op planten, dieren en hun levensgemeenschappen. In de Alpen komen vele plantensoorten nu honderden meters hoger voor dan enkele decennia geleden. Warmwatervissen worden alsmaar vaker in noordelijke zeeën gevangen en in tropische bossen zorgt minder neerslag voor grootschalige droogtestress. De effecten van klimaatverandering op de natuur dichter bij ons zijn echter minder bekend. In dit artikel gaan we dieper in op de effecten van veranderingen in temperatuur en neerslag op enkele van onze boomsoorten en aan bos geassocieerde planten. We focussen daarbij vooral op resultaten van Belgische studies uitgevoerd in bossen.
Het steeds drukker wordende verkeer is mee verantwoordelijk voor de stijgende CO2-concentraties in de lucht en de wereldwijde klimaatverandering. (foto: Vilda/Rollin Verlinde)
102
september 2014 Natuur.focus
Artikels
Gemiddelde jaarneerslag (mm)
Gemiddelde jaartemperatuur (°C)
1400 12 11 10 9 8 7 1880
1900
1920
1940
1960
1980
2000
1200 1000 800 600 400 200 0 1880
1900
1920
1940
1960
1980
2000
Figuur 1. Gemiddelde jaarlijkse temperatuur en neerslag geregistreerd in Ukkel tussen 1880 en 2013. De trendlijn geeft het tienjarig voortschrijdend gemiddelde. (bron: Klein Tank et al. 2002)
Hoe verandert het klimaat in België? De opwarming van het klimaat is nu onmiskenbaar. De gemiddelde temperatuur te Ukkel is sinds het einde van de 19de eeuw met 1,23 °C toegenomen (30-jarig gemiddelde van 1981-2010 t.o.v. 1881-1910). Anderzijds vertoont de gemiddelde jaarlijkse neerslag niet echt een temporele trend (Figuur 1). De temperatuurstijging in België is bijna dubbel zo hoog als de wereldwijde stijging van de gemiddelde temperatuur tijdens dezelfde periode, die +0,67 °C bedraagt (NASA GISTEMP data, http://data.giss.nasa.gov/gistemp/). Deze opwarming is ongeëvenaard gedurende tenminste de laatste millennia (Marcott et al. 2013). Het wetenschappelijk bewijs dat de huidige klimaatverandering quasi uitsluitend teweeggebracht wordt door menselijke factoren is overweldigend. De belangrijkste verandering in de stralingsbalans van de aarde wordt veroorzaakt door de stijgende concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer. De uitstoot van broeikasgassen zoals CO2, methaan en N2O wordt vooral veroorzaakt door de verbranding van fossiele brandstoffen, landbouw en landgebruiksveranderingen zoals ontbossing. De concentratiegrens van 400 deeltjes CO2 per miljoen deeltjes lucht (ppm) werd in mei 2013 voor het eerst sinds maar liefst drie tot vijf miljoen jaar bereikt (live te volgen op de vulkaan Mauna Loa te Hawaii via http://keelingcurve. ucsd.edu). De totale antropogene verandering in de stralingsbalans van de aarde bedraagt 2,29 Watt per m² sinds 1750. Natuurlijke oorzaken ten gevolge van veranderingen in de hoeveelheid zonnestraling dragen slechts 0,06 Watt per m²
bij (IPCC 2013). Bijgevolg zijn enkel klimaatmodellen waarin antropogene factoren in rekening gebracht worden in staat om de waargenomen temperatuurtrend te reconstrueren. Onder een ‘business as usual’ scenario wordt verwacht dat de temperatuur tegen het einde van de 21ste eeuw (2081-2100) ten opzichte van het gemiddelde tussen 1986 en 2005 in België zal toenemen met ca. 5 °C. De neerslag zal waarschijnlijk toenemen met ca. 10% in de winterjaarhelft en afnemen met ca. 7% in de zomerhelft (IPCC 2013). Deze veranderingen in milieuomstandigheden kunnen grote effecten hebben op alle levensgemeenschappen en ook bosecosystemen ontsnappen hier niet aan.
Het effect van klimaatverandering op boomsoorten Bosbomen
Bossen bedekken 32% van de landoppervlakte in Europa en 22% van het Belgische grondgebied (Forest Europe, UNECE & FAO 2011). Onze bossen worden in grote mate intensief beheerd en ondersteunen een belangrijke houtnijverheid. In 2008 stelde de EU27-houtindustrie bijvoorbeeld 2,8 miljoen mensen tewerk en genereerde een omzet van 413 miljard euro (Forest Europe, UNECE & FAO 2011; Eurostat 2011). Zowel voor wat betreft de bosoppervlakte als naar economische belangrijkheid toe zijn Zomereik Quercus robur en Beuk Fagus sylvatica bij de belangrijkste loofboomsoorten van België en de gehele EU. Grove den Pinus sylvestris en Fijnspar Picea abies zijn de belangrijkste naaldboomsoorten. Deze soorten zijn
Voorbeelden van plantensoorten die in gebergtegebieden momenteel hoger voorkomen dan enkele decennia geleden. Links Klein hoefblad Tussilago farfara dat gemiddeld 405 m hoger voorkwam in de Italiaanse Alpen in 2005 t.o.v. 1959 (Parolo & Rossi 2008), rechts Bosgierstgras Milium effusum dat gemiddeld 412 meter hoger voorkwam in de zes Franse gebergteketens in 1986-2005 t.o.v. 1905-1985 (Lenoir et al. 2008). (foto’s: Kevin Feytons, Pieter De Frenne)
Natuur.focus september 2014
103
Artikels
Natuurlijke verjonging van Gewone esdoorn Acer pseudoplatanus is de jongste decennia sterk toegenomen. Een van de oorzaken hiervoor is waarschijnlijk klimaatverandering. (foto: Vilda/Jeroen Mentens)
allemaal op een of andere manier en in meer of minder mate gevoelig aan veranderingen in het klimaat. Door het gebruik van veldproeven waar verschillende boomherkomsten samen getest worden op hun overleving en groei (zg. ‘common garden experimenten’) toonden Reich & Oleksyn (2008) aan dat de overleving van Grove den zal afnemen in West-, Centraal-, en Zuid-Europa bij een stijging van de temperatuur. De soort zou het net beter beginnen doen in het hoge noorden van Scandinavië en Rusland. Ook Beuk en Fijnspar zijn soorten die gekend zijn voor hun gevoeligheid aan klimaatveranderingen. Dit werd onder meer pijnlijk duidelijk via de schade veroorzaakt door de extreme droogte tijdens de zomer van 2003 in Ardense Fijnspar- en Beukenbossen (Campioli et al. 2011). Aan de zuidgrens van het areaal van Beuk, bv. op lagere hoogte in de bergen in Catalonië, zijn sinds 1975 enorme afnames in verjonging en groei (tot -50%) merkbaar (Jump et al. 2006). Deze afnames worden veroorzaakt door stijgende temperaturen en onvoldoende neerslag. Ook in Vlaanderen is er een dalende trend merkbaar in de diametergroei van Beuk sinds ongeveer 1980, gerelateerd
104
september 2014 Natuur.focus
aan klimaatverandering en stikstofdepositie (Kint et al. 2012). In het Zoniënwoud, waar Beuk bijna driekwart van de bosoppervlakte inneemt, wordt een sterke daling in de groeiplaatsgeschiktheid voor Beuk verwacht. Bijna het hele Zoniënwoud, behalve de valleigebieden, zou totaal ongeschikt worden voor Beuk door de klimaatverandering (Daise et al. 2011). Ook Fijnspar zal hoogstwaarschijnlijk ongeschikt worden voor meer dan 50% van zijn huidige Europese groeiplaatsen in 2100 (Hanewinkel et al. 2012). Als gevolg van deze veranderingen wordt verwacht dat de gemiddelde economische waarde van Europese bosgebieden met gemiddeld 28% zal dalen tegen het einde van de 21ste eeuw (Hanewinkel et al. 2012). Door de precaire situatie van bijvoorbeeld Beuk en Fijnspar kunnen andere boomsoorten hun plaats potentieel invullen. In bossen in de Zwitserse Rhônevallei is het aandeel Fijnspar aan het eind van de 20ste eeuw sinds de jaren ‘30 gedaald met 6%. Op vele plaatsen leidde dit tot een analoge toename in het aandeel loofbomen, in dit studiegebied vooral Donzige eik Quercus pubescens, Ruwe berk Betula pendula en Meelbes Sorbus aria (Gimmi et al. 2010). Gewone esdoorn Acer pseudoplatanus is ook een boomsoort waarvan de verjonging in de kruidlaag van oude bossen in gans Europa sterk is toegenomen. De jongste 35 jaar is de frequentie van esdoornzaailingen in de kruidlaag gemiddeld met 10% toegenomen (Verheyen et al. 2012, De Frenne et al. 2013). Experimentele opwarming met ca. 1 °C van zaailingen van Gewone esdoorn met behulp van serretjes met open dak (zg. ‘open-top chambers’) in het Aelmoeseneiebos in Melle toonde aan dat zowel de overleving als de groei van de zaailingen stijgt met toenemende temperatuur. Dit patroon is consistent voor zeven Europese herkomsten (Figuur 2, Carón et al. 2014). De groei van Noorse esdoorn Acer platanoides reageerde eveneens positief op de experimentele temperatuurverhoging. Gesimuleerde droogte (-18% van de neerslag) leidde in beide soorten tot een toegenomen hoogtegroei in het eerste jaar van de behandeling, maar dit patroon was enkel bij Noorse esdoorn consistent in het tweede jaar van de studie. Beide soorten investeerden wel consequent meer in hun ondergrondse biomassa onder drogere omstandigheden (Carón et al. 2014). Hoewel louter gebaseerd op zaailingen, suggereren deze resultaten dat beide esdoornsoorten waarschijnlijk relatief positief zullen reageren op de voorspelde klimaatwijzigingen. Ook in de kruidlaag van oude bossen in Noord-Amerika nam de frequentie van drie andere esdoornsoorten (Acer pensylvanicum, Acer rubrum en Acer saccharum) toe met 8-10% gedurende de laatste decennia (De Frenne et al. 2013).
Houtige soorten buiten bos: Jeneverbes als casestudy Niet alleen de besproken bosbomen worden beïnvloed door klimaatverandering. Ook andere houtige soorten zoals de Jeneverbes Juniperus communis zijn gevoelig. Alhoewel niet strikt aan bos gebonden, is de Jeneverbes wel een iconische houtige soort. De Jeneverbes is samen met Taxus Taxus baccata en Grove den de enige inheemse naaldboomsoort in Vlaanderen (Maes 2013) en kende eeuwenlang een ruime verspreiding op heide- en wastinegebieden. In grote delen van Europa, maar voornamelijk in het noordwesten en in de droogste streken van het Mediterrane gebied, gaan de populaties van Jeneverbes sterk achteruit (Gruwez et al. 2010, 2014). In Vlaanderen situeren de circa 70 overgebleven
Artikels Het effect van klimaatverandering op planten in de kruidlaag van bossen De kruidlaag huisvest gemiddeld 80% van de plantendiversiteit in gematigde bossen. Het belang van de kruidlaag in bossen kan nauwelijks worden overschat. Zo is de structuur en samenstelling van de kruidlaag van groot belang voor het eventuele succes van de verjonging en voor de nutriënten- en koolstofcycli (Gilliam 2007). Veranderingen in de klimatologische omstandigheden kunnen via de kruidlaag dus belangrijke effecten hebben op de ecosysteemdiensten geleverd door bossen.
Modellen voorspellen noordwaartse verschuiving
Figuur 2. Kieming, overleving en biomassagroei van Noorse (links) en Gewone esdoorn (rechts) onder de controletemperatuur, en opgewarmd aan de hand van kleine plexiglas serretjes met een open dak, open-top chambers. Zowel de overleving als de groei van de zaailingen van Gewone esdoorn stijgt met toenemende temperatuur. Ook de groei van Noorse esdoorn reageerde positief op de experimentele temperatuursverhoging. (bron: Carón et al. 2014)
vindplaatsen zich quasi allemaal op het Kempens plateau in Limburg. Het verdwijnen van geschikt habitat samen met habitatdegradatie (door verruiging en verbossing) en een gebrekkige natuurlijke verjonging zijn de belangrijkste oorzaken voor deze achteruitgang. Recent onderzoek heeft aangetoond dat temperatuurstijgingen een negatieve invloed hebben op de zaadvitaliteit van Jeneverbes, wat een verklaring zou kunnen zijn voor de vastgestelde falende verjonging in Vlaanderen. Zowel de kwaliteit van zaden die kort na de bevruchting werden bemonsterd, als de kwaliteit van rijpe zaden werd negatief beïnvloed door hogere temperaturen (Figuur 3, Verheyen et al. 2009, Gruwez et al. 2014). Ook was er een negatief effect van verzurende deposities van stikstof en zwavel op de zaadkwaliteit. De gebrekkige natuurlijke verjonging in vele Jeneverbespopulaties in het Noordwest-Europese laagland kan dus te wijten zijn aan een combinatie van klimaatopwarming en verzurende deposities. We vonden echter geen effect van de hoeveelheid neerslag op de zaadvitaliteit van Jeneverbes, wat zou kunnen wijzen op een geringe impact van toekomstige neerslagveranderingen (Gruwez et al. 2014).
Kruidachtige bosplanten zijn net als boomsoorten gevoelig voor temperatuur- en neerslagwijzigingen. Gebruik makend van bio-klimaatmodellen voorspelden Skov & Svenning (2004) een grote daling in de hoeveelheid geschikt habitat voor 26 Europese bosplanten tegen 2100. Zij vonden dat één soort (Actaea erythrocarpa) kritisch bedreigd wordt met uitsterving door klimaatverandering, acht soorten worden matig tot sterk bedreigd, voor elf soorten verwacht men geen risico en zes soorten worden geacht positief te reageren op klimaatopwarming. Voor al deze soorten verwacht men een sterke noordwaartse verschuiving van hun areaal. De onderzochte bosplanten dreigen gemiddeld 32% van hun geschikte Europese verspreidingsgebied te verliezen. Bosanemoon Anemone nemorosa bijvoorbeeld, momenteel frequent voorkomend in oude Europese bossen tussen de zuidelijke as Pyreneeën – Apennijnen – Griekenland tot centraal Zweden en Zuid-Finland in het noorden, zou zich voornamelijk terugtrekken tot Scandinavië en de hogere groeiplaatsen in de Alpen, Pyreneeën, Ardennen, Zwarte Woud en Karpaten (Svenning & Skov 2006). Anderzijds kunnen kruidachtige bosplanten waarvan de noordgrens van het areaal zich ‘slechts’ 50 tot 100 km ten zuiden van Vlaanderen situeert in de toekomst mogelijks Vlaamse bossen koloniseren. Voorbeelden hiervan zijn Bosvogelmelk Ornithogalum pyrenaicum en Vroege Sterhyacint Scilla bifolia (Van der Veken et al. 2012).
Experimentele opwarming Van vele kruidachtige bosplanten wordt evenwel verwacht dat ze door hun beperkte kolonisatiecapaciteit en door de vergevorderde habitatfragmentatie in West-Europa traag zullen migreren. Bosfragmentatie kan migratie van bosplanten immers sterk belemmeren. Daarom zal hun aanpassingsvermogen op de plaatsen waar ze nu al groeien uitermate belangrijk zijn voor hun voortbestaan. Experimentele opwarming met ca. 1 °C toonde aan dat Bosanemoon sterk positief reageert op opwarming: de vegetatieve groei en het reproductief succes namen duidelijk toe met stijgende temperatuur ten opzichte van de controleplanten (Figuur 4). De vroege zomersoort Bosgierstgras Milium effusum daarentegen reageerde veel minder op gesimuleerde klimaatopwarming. Deze soort was waarschijnlijk meer gelimiteerd door een beperkte lichthoeveelheid dan door temperatuur (De Frenne et al. 2011). We onderzochten ook het vestigingsproces van zaailingen van Bosgierstgras. Rekrutering via zaden is immers een belangrijke fase in de levenscyclus van planten, vooral in
Natuur.focus september 2014
105
Artikels Rijpe zadenNa bevruchting (a)
Na bevruchting (a)
(b)
(c)
(c)
(d) 0.6 ●
●
0.5
●
●
●
●
0.6
● ●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
● ●
● ●
0.2
●● ●
●
●
0.4 ●
0.3
0.2
●
0.1 ●
●
0.0 500
● ●
0.0
1000
●
●●
0.4
● ●
●
●
2000
●
●
●
●
●
●
●
●
●
● ●
●
0.2 ●
●
●
●
● ●
●
●●
●
● ●
●● ●
● ●
3000
500 4000
●
0.3 ●
●
● ● ●
5000 1000
1000
1500
88 84 80 76 72
48
52
56
60
64
dynamiek in deze gemeenschappen. Het lijkt erop dat hierdoor nieuwe gemeenschappen zullen ontstaan.
Langetermijnveranderingen Op gemeenschapsniveau heeft klimaatverandering ook al voor significante verschuivingen in de kruidlaag gezorgd. Uit een compilatie van meer dan 1.400 heropnames van plots in oude bossen verspreid over Europa en Noord-Amerika blijkt dat, op gemiddeld 35 jaar tussen de eerste opname en de heropname, gemiddeld een derde van de plantensoorten vervangen is door een andere soort (Verheyen et al. 2012, De Frenne et al. 2013). Deze verschuivingen gebeurden echter niet willekeurig. Bosplantensoorten die van warmte houden bleken bevoordeeld: hun frequentie nam significant meer toe dan die
(b)
Opgewarmd Controle
14 12 10 8 6
48
52
56
60
4
Zaadmassa (mg)
16
(a)
Plant hoogte (cm)
Fenologie (dag v.h. jaar)
92
64
(c)
3.5 3 2.5 2 1.5
48
52
56
60
64
Breedtegraad van herkomst (°N) Figuur 4. De fenologie (dag dat eerste groene scheut bovengronds zichtbaar is), hoogte en zaadmassa van Bosanemoon bemonsterd in zeven regio’s in Europa in respons op experimentele opwarming. Bosanemoon reageert sterk positief op opwarming met een vroegere start van het groeiseizoen en productie van grotere planten en zwaardere zaden in opgewarmde plots. (bron: De Frenne et al. 2011)
106
september 2014 Natuur.focus
● ●
2000
● ●
●
● ● ● ● ● ●●
3000
Temperatuur tijdens de embryo-
Figuur 3. Zaadvitaliteit van 42 Jeneverbespopulaties bemonsterd in Europa als functie van de temperatuur. Zowel zaden die kort na de bevruchting werden bemonsterd (a, c) als rijpe zaden (b, d) werden gebruikt in de analyse. De mate van opvulling van de symbolen op de kaart geeft per populatie de proportie vitale zaden weer (m.a.w., een volledig gevulde cirkel reflecteert een zaadvitaliteit van 100%, en een niet gevulde cirkel de totale afwezigheid van vitale zaden). Temperatuur werd uitgedrukt in graaddagen, als integratie van warmte en tijd, een vaak gebruikte maat in de landbouw en biologie. (bron: Gruwez et al. 2014)
het kader van migratie en klimaatverandering. Daartoe kwantificeerden we de groei van zaailingen in groeikamers op verschillende temperaturen. De biomassagroei van zaailingen uit noordelijke populaties Bosgierstgras reageerde veel sterker op temperatuurstijgingen dan de zaailingengroei van de zuidelijke populaties. Meer plasticiteit in de groei van noordelijke planten suggereert dus dat deze ook beter de klimaatopwarming het hoofd zullen kunnen bieden dan de zuidelijke herkomsten (De Frenne et al. 2012). De gemiddelde hoogte waarop Bosgierstgras voorkomt in de zes Franse gebergteketens is tijdens de 20ste eeuw ook met meer dan 400 meter toegenomen (Lenoir et al. 2008). Het is duidelijk dat niet alle kruidachtige bosplanten in dezelfde mate reageren op temperatuurvariaties, wat kan leiden tot een veranderde samenstelling en
●
●
0.1
0.0
●
●
0.2
●
●
Temperatuur in(°C.dagen) lente van de bestuiving (°C.dagen) Temperatuur tijdens de embryo-ontwikkeling
Temperatuur in lente van de bestuiving (°C.dagen)
0.4
● ●
●
● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●
●
●
●
●
0.0
1000
1500
●
●
●
●
● ●
●
Proportie vitale zaden
0.4
Proportie vitale zaden
Proportie vitale zaden
● ●● ● ●
●
● ●
●
●
●
0.5
●
●
0.6
● ●
Proportie vitale zaden
●
(d) 0.6 ●
●
●
●
Rijpe za (b)
Artikels
Bosanemoon Anemone nemorosa, een van de karakteristieke oudbosplanten die sterk positief reageert op experimentele opwarming. (foto: Pieter De Frenne)
van koudetolerante taxa. Maar doordat het bosbeheer na de Tweede Wereldoorlog sterk veranderd is, zijn vele gematigde loofbossen ook donkerder geworden. Het koele microklimaat in donkere bossen kan tevens de effecten van klimaatopwarming op planten in de kruidlaag verminderen. Bossen voelen in de zomer flink koeler aan dan bv. een weiland in een open landschap. Ook planten ervaren deze afkoeling. Zo blijkt dat de toename van warmteminnende soorten ten gevolge van klimaatopwarming veel beperkter is in koelere, donkere bossen dan in warmere, meer open bossen (Figuur 5). Het koele microklimaat in donkere bossen kan dus de effecten van de klimaatopwarming enigszins temperen (De Frenne et al. 2013). Onder andere om aan de stijgende vraag voor houtige biomassa te voldoen, worden bossen echter opnieuw
Verandering temperatuurgevoeligheid -1 vegetatie (°C.10 jaar )
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
Shift koude soorten Shift warme soorten Donkerder -0.05 Meer open -4
-2
0
2
4
Verandering kroonbedekking (log(coverrecent/coveroud)) Figuur. 5. De respons van bosplantengemeenschappen op klimaat opwarming is kleiner in bossen die donkerder en koeler geworden zijn dan in bossen die meer open, warmer geworden zijn. De temperatuurgevoeligheid van de vegetatie is uitgedrukt in °C verandering per tien jaar en berekend aan de hand van verspreidingskaarten van elk van de plantensoorten die voorkwamen in de meer dan 1.400 heropgenomen vegetatieplots. (bron: De Frenne et al. 2013)
meer gekapt en opengemaakt. Hierdoor daalt de bufferende capaciteit. Warmteminnende planten zouden hierdoor in de toekomst kunnen toenemen, terwijl koudeminnende soorten kunnen verdwijnen.
Beheerconsequenties en besluit We concluderen dat de huidige klimaatverandering de boomen kruidlaag van Belgische bossen al beduidend beïnvloed heeft. We verwachten dat deze effecten enkel nog zullen toenemen in de 21ste eeuw. Onderzoek heeft aangetoond dat temperatuur en neerslag de groei en reproductie van bomen en kruidachtige bosplanten aanzienlijk en uiteenlopend kan veranderen. Klimaatverandering kan dus de interacties in bosplantengemeenschappen veranderen en het rekruteringssucces via zaden wijzigen. Vanzelfsprekend is meer onderzoek naar mogelijke veranderingen in de bosdynamiek ten gevolge van het veranderende klimaat noodzakelijk alsook naar de mogelijke adaptatiemaatregelen die bosbeheerders kunnen nemen. Het gebruik van herkomsten (genetische diversificatie) die beter om kunnen met de voorspelde klimaatwijzigingen lijkt een van de belangrijkste maatregelen die een bosbeheerder kan nemen. Het toepassen van verschillende verjongingswijzen samen met een combinatie van autochtoon materiaal en aangepaste herkomsten lijken goede maatregelen in het kader van klimaatadaptatie (Kint 2013). Een goede keuze van herkomsten die resistent zijn en veerkrachtig met klimaatwijzigingen om kunnen is essentieel. Het testen van contrasterende herkomsten kan experimenteel gebeuren (bv. aan de hand van herkomstproeven), maar ook genomisch onderzoek biedt gunstige perspectieven. Voor Zwarte Els Alnus glutinosa blijken er geen aanwijzingen voor lokale adaptatie aan de Belgische zaadherkomstgebieden te zijn; adaptatie over een ruimere Europese gradiënt (Denemarken tot Italië) bleek wel aanwezig (De Kort et al. 2014). De huidige Belgische zaadherkomstgebieden voor Zwarte els zouden dus moeten worden uitgebreid. Vergelijkbare aanbevelingen kunnen ook op soortniveau geformuleerd worden: menging van boom soorten in nieuwe aanplanten kan risicospreiding opleveren. Mogelijks zijn sommige zuidelijke boomsoorten (bv. Donzige eik, zie boven), maar ook kruidachtige bosplanten (bv.
Natuur.focus september 2014
107
Artikels Bosvogelmelk of Vroege Sterhyacint, zie eveneens boven) beter aangepast aan het toekomstige Belgische klimaat dan bepaalde inheemse soorten. Men kan eventueel goed gekozen kandidaatsoorten uit het zuiden manueel introduceren (‘assisted migration’). Tot slot kan het behoud van voldoende donkere bossen als koel ‘toevluchtsoord’ voor koudeminnende planten in een warmer klimaat overwogen worden. De aanwezigheid van een breed spectrum bosstructuren, van open tot dicht, door het spreiden van verjonging in ruimte en tijd, biedt een maximale heterogeniteit aan microklimaten op landschapsschaal. Meer beleidsgerelateerd pleiten we ook voor een betere inplanning en aanleg van grote noord-zuid gerichte boscorridors die de migratie van soorten ten gevolge van
Summary: De Frenne P., Gruwez R., Carón M.M., De Schrijver A., Demey A., Hermy M. & Verheyen K. Climate change and Belgian forests. An evaluation of experiments and long-term changes. Natuur.focus 13(3): 102-108 [in Dutch] Current warming of the global climate as a result of anthropogenic greenhouse gas emissions is unprecedented over millennia. Changing climatic conditions affect the performance of many species and ecosystem functions and numerous species are altering their phenology or migrating towards higher elevations or latitudes to track suitable environments. Here we review the effects of changing temperatures and precipitation patterns on trees and herbaceous understorey plants. We mainly focus on results of studies performed in Belgian forests. The growth and survival of several of our most important tree species such as Beech Fagus sylvatica and Norway Spruce Picea abies is severely threatened by climate change. The relevance of other, currently secondary, trees such as Acer species may therefore increase in the future. Negative effects of climate change on the regeneration from seed in Juniper Juniperus communis are also found. Finally, herbaceous forest understorey plants showed species-specific responses to rising temperatures. At the community-level however, the response to warming was buffered in forests whose canopies have become denser (probably via increased shading and cooler forestfloor temperatures). We end with practical suggestions to inform future forest management decisions in the face of climate change. Referenties
Campioli M. et al. 2011. Current status and predicted impact of climate change on forest production and biogeochemistry in the temperate oceanic European zone: review and prospects for Belgium as a case study. Journal of Forest Research 17:1-18. Carón M.M. et al. 2014. Divergent regeneration responses of two closely related tree species to direct abiotic and indirect biotic effects of climate change. Onder revisie. Daise J., Vanwijnsberghe S. & Claessens H. 2011. Analyse de l’adéquation actuelle et future des arbres à leur station en forêt de Soignes bruxelloise. Forêt Wallonne 110:3-21. De Frenne P. et al. 2011. Temperature effects on forest herbs assessed by warming and transplant experiments along a latitudinal gradient. Global Change Biology 17:3240-3253. De Frenne P. et al. 2012. The response of forest plant regeneration to temperature variation along a latitudinal gradient. Annals of Botany 109:1037-1046. De Frenne P. et al. 2013. Microclimate moderates plant responses to macroclimate warming. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA 110:18561-18565. De Kort H. et al. 2014. An evaluation of seed zone delineation using phenotypic and population genomic data on black alder Alnus glutinosa. Journal of Applied Ecology, doi:10.1111/13652664.12305 Eurostat, 2011. Forestry in the EU and the world: a statistical portrait. Publications Office of the European Union, Luxembourg. Forest Europe, UNECE & FAO. 2011. State of Europe’s forests: status and trends in sustainable forest management in Europe. Forest Europe Liaison Unit, Oslo. Gilliam F. 2007. The ecological significance of the herbaceous layer in temperate forest ecosystems. Bioscience 57:845-858. Gimmi U. et al. 2010. Land-use and climate change effects in forest compositional trajectories in a dry Central-Alpine valley. Annals of Forest Science 67:701. Gruwez R. et al. 2010. Welke toekomst voor de Jeneverbes in Vlaanderen: een evaluatie aan de hand van beheerscenario’s. Natuur.Focus 9:167-173. Gruwez R. et al. 2014. Negative effects of temperature and atmospheric depositions on the seed viability of Common Juniper Juniperus communis. Annals of Botany 113:489-500. Hanewinkel M. et al. 2013. Climate change may cause severe loss in the economic value of European forest land. Nature Climate Change 3: 203-207.
108
september 2014 Natuur.focus
klimaatverandering mogelijk kunnen maken. In die context lijkt de combinatie van snel wijzigende klimatologische omstandigheden met habitatfragmentatie een probleem doordat die cocktail meer dan waarschijnlijk slechts trage lokale adaptatie en migratie toelaat. Het behouden en verbeteren van verbindingen tussen individuele boscomplexen met het oog op flexibele migratie van populaties en soorten is onontbeerlijk. Momenteel loopt een gezamenlijke studie van INBO en UGent in opdracht van het ANB over de effecten van klimaatverandering en het afbakenen van randvoorwaarden voor beheer voor klimaatadaptatie in Vlaamse natuurgebieden. Begin 2015 wordt een studiedag georganiseerd waar de eindconclusies zullen worden voorgesteld.
AUTEURS: Pieter De Frenne, Andreas Demey en An De Schrijver zijn postdoctoraal onderzoeker aan het Labo Bos & Natuur van de Universiteit Gent. Robert Gruwez en Maria Mercedes Carón zijn allebei doctoraatsstudenten. Kris Verheyen en Martin Hermy zijn respectievelijk professor aan de UGent en KU Leuven. CONTACT: Pieter De Frenne, Labo Bos & Natuur, Universiteit Gent, Geraardsbergsesteenweg 267, 9090 Gontrode-Melle E-mail:
[email protected]
Dank De auteurs willen het FWO, Universiteit Gent en het Erasmus Mundus EuroTango project bedanken voor de financiering van hun onderzoek, en Olivier Honnay voor erg nuttige commentaren op dit artikel.
IPCC. 2013. Climate change 2013: the physical science basis. Cambridge University Press, Cambridge. Jump A.S., Hunt J.M. & Peñuelas J. 2006. Rapid climate change-related growth decline at the southern range edge of Fagus sylvatica. Global Change Biology 12:2163-2174. Kint V. et al. 2012. Radial growth change of temperate tree species in response to altered regional climate and air quality in the period 1901-2008. Climatic Change 2:343-363. Kint V. 2013. Bosbeheer voor benutting en klimaatverandering. Beleidsnota ANB, Brussel. Klein Tank A.M.G. et al. 2002. Daily dataset of 20th century surface air temperature and precipitation series for the European Climate Assessment. International Journal of Climatology 22:14411453. Lenoir J. et al. 2008. A significant upward shift in plant species optimum elevation during the 20th century. Science 320:1768-1771. Maes B. 2013. Inheemse bomen en struiken in Nederland en Vlaanderen. Uitgeverij Boom, Amsterdam. Marcott S.A. et al. 2013. A reconstruction of regional and global temperature for the past 11,300 years. Science 339:1198-1201. Parolo G. & Rossi G. 2008. Upward migration of vascular plants following a climate warming trend in the Alps. Basic and Applied Ecology 9:100-107. Reich P.B. & Oleksyn J. 2008. Climate warming will reduce growth and survival of Scots pine except in the far north. Ecology Letters 11:588–597. Skov F. & Svenning J.C. 2004. Potential impact of climatic change on the distribution of forest herbs in Europe. Ecography 27:366-380. Svenning J.C. & Skov F. 2006. Potential impact of climate change on the northern nemoral forest herb flora of Europe. Biodiversity & Conservation 15:3341-3356. Van der Veken B. et al. 2012. Experimental assessment of the survival and performance of forest herbs transplanted beyond their range limit. Basic and applied ecology 13:10:19. Verheyen K. et al. 2009. Juniperus communis: victim of the combined action of climate warming and nitrogen deposition? Plant Biology 11:49-59. Verheyen K. et al. 2012. Driving factors behind the eutrophication signal in understorey plant communities of deciduous temperate forests. Journal of Ecology 100:352-365.
