مصير الغابات على كوكب الاحترار: تقييم حساسية المناخ لأنواع الأشجار باستخدام حلقات الأشجار

ملخص

تلعب الغابات دورًا مهمًا في تنظيم مناخ الأرض وفي جهودنا للحد من ارتفاع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي (Spracklen et al. 2012, Bonan 2008). على سبيل المثال، كانت الغابات على مدى العقود الماضية مسؤولة عن امتصاص حوالي ثلث انبعاثات الوقود الأحفوري (Pan et al. 2011). وتعتمد درجة استمرار الغابات في تقديم مثل هذه الخدمات على استجابة الأشجار لكوكب ساخن. ترتفع درجات الحرارة على مستوى العالم بمعدلات غير مسبوقة، ومن المتوقع أن تصبح حالات الجفاف أكثر تواتراً وستزداد حدتها. ستؤثر هذه التغييرات على نمو الأشجار وبقائها على قيد الحياة، ولكن ما هي الأنواع التي تبقى على قيد الحياة وأيها تموت لا تزال غير مفهومة بشكل جيد. في هذا المشروع، ستدرس الخصائص التي تحدد مدى تأثر الأنواع بالمناخ.

ولتحقيق هذه الغاية، ستستخدم البنك الدولي لبيانات حلقات الأشجار (ITRDB) لتقييم الاستجابة السنوية للأشجار للمناخ، وربط تلك الاستجابات بالخصائص الوظيفية للأشجار، وخاصة تلك السمات المتعلقة بالهيدروليكا. بالإضافة إلى استخدام مجموعات البيانات الموجودة، ستقوم أيضًا في رسالة الدكتوراه هذه بجمع بيانات جديدة عن حلقات الأشجار والسمات المتعلقة ببعض أنواع الأشجار الاستوائية والمعتدلة.

الهدف من مشروع الدكتوراه هذا هو
1. تقييم الارتباط العالمي بين حساسية المناخ لأنواع الأشجار وسماتها الوظيفية؛
2. تقييم كيفية تغير السمات الوظيفية وحساسية المناخ مع حجم الشجرة وعمرها؛
3. تقديم توصيات لتحسين التنبؤات النموذجية لاستجابات الأشجار للمناخ المستقبلي باستخدام السمات الوظيفية.

تلعب الغابات دورًا مهمًا في تنظيم مناخ الأرض وفي جهودنا للحد من ارتفاع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي2 (Spracklen et al. 2012, Bonan 2008). على سبيل المثال، كانت الغابات على مدى العقود الماضية مسؤولة عن امتصاص حوالي ثلث انبعاثات الوقود الأحفوري (Pan et al. 2011). وتعتمد درجة استمرار الغابات في تقديم مثل هذه الخدمات على استجابة الأشجار لكوكب ساخن. ترتفع درجات الحرارة على مستوى العالم بمعدلات غير مسبوقة، ومن المتوقع أن تصبح حالات الجفاف أكثر تواتراً وستزداد حدتها. ستؤثر هذه التغييرات على نمو الأشجار وبقائها على قيد الحياة، ولكن ما هي الأنواع التي تبقى على قيد الحياة وأيها تموت لا تزال غير مفهومة بشكل جيد. في هذا المشروع، ستدرس الخصائص التي تحدد مدى تأثر الأنواع بالمناخ.

تظهر أنواع الأشجار المختلفة اختلافات كبيرة في استجابتها للمناخ. في حين أن بعض الأشجار تستسلم حتى في ظل الجفاف المعتدل، فإن البعض الآخر قادر على البقاء وحتى الاستمرار في النمو في ظل الجفاف الشديد (ماكدويل 2011). ترجع هذه الاختلافات إلى الاختلافات في الخصائص أو السمات المحددة للأشجار. إحدى السمات النباتية المهمة التي تفسر الاختلافات في استجابة الأشجار للمناخ هي تلك المرتبطة بنقلها المائي، والمفاضلة بين كفاءة النقل المائي والسلامة (Sperry et al. 2008). يُعتقد أن الأشجار الأكثر كفاءة في النقل المائي بسبب زيادة التوصيل الهيدروليكي تكون أكثر حساسية للتغيرات المناخية بين السنوات. وفي المقابل، فإن الأشجار التي تتبع استراتيجيات أكثر تحفظًا في استخدام المياه ونظام نقل هيدروليكي "أكثر أمانًا" قد تحافظ على توازن مائي إيجابي طوال فترات الجفاف. تظهر الدراسات الحديثة أن الغابات ذات السمات المائية الأكثر تنوعًا تكون أكثر مقاومة لظروف الجفاف المتغيرة (Anderegg et al. 2018). وبالتالي، تلعب السمات الهيدروليكية دورًا مهمًا في عمل الغابات.

وفي الوقت نفسه، هناك أيضًا دليل على الدور المهم لاحتياطيات الكربوهيدرات (مثل النشا) في أداء الأشجار (Chapin et al. 1990). يمكن استخدام احتياطيات الكربوهيدرات في السنوات السيئة وبالتالي توفير القدرة على التكيف مع التغيرات المناخية بين السنوات. وبالتالي، إلى جانب الخصائص الهيدروليكية، قد تلعب سمات أخرى أيضًا دورًا مهمًا في حماية الأشجار من تأثيرات التقلبات المناخية القوية من سنة إلى أخرى.

على الرغم من التقدم الذي تم إحرازه مؤخرًا في فهم الاستجابات الفسيولوجية للأشجار لتغير المناخ، إلا أن المبادئ الحاكمة للتنبؤ بمرونة الأشجار في مواجهة المناخ لا تزال غير محددة كميًا. في هذه الدراسة، ستقدم أول تقييم عالمي لحساسية الأشجار للمناخ وربطها بالسمات الوظيفية للأنواع. ولتحقيق هذه الغاية، ستستخدم البنك الدولي لبيانات حلقات الأشجار (ITRDB) لتقييم الاستجابة السنوية للأشجار للمناخ، وربط تلك الاستجابات بالخصائص الوظيفية للأشجار، وخاصة تلك السمات المتعلقة بالهيدروليكا. بالإضافة إلى استخدام مجموعات البيانات الموجودة، ستقوم أيضًا في رسالة الدكتوراه هذه بجمع بيانات جديدة عن حلقات الأشجار والسمات المتعلقة ببعض أنواع الأشجار الاستوائية والمعتدلة.

الهدف من مشروع الدكتوراه هذا هو

1. تقييم الارتباط العالمي بين حساسية المناخ لأنواع الأشجار وسماتها الوظيفية؛
2. تقييم كيفية تغير السمات الوظيفية وحساسية المناخ مع حجم الشجرة وعمرها؛
3. تقديم توصيات لتحسين التنبؤات النموذجية لاستجابات الأشجار لهاالمناخ المستقبلي باستخدام السمات الوظيفية.

ستعمل تحت إشراف فريق قوي من خبراء ديناميكيات نظام الأرض ضمن مجموعة أبحاث البيئة والتغير العالمي بكلية الجغرافيا. سيتم الإشراف اليومي المباشر من قبل الدكتور رويل برينن والبروفيسور إيمانويل جلور والدكتور ديفيد جالبريث. ستستفيد أيضًا من العمل ضمن مجموعة نشطة للغاية ومتعددة التخصصات من العلماء في نظام ليدز البيئي والغلاف الجوي والغابات (LEAF). تتمتع مدرسة الجغرافيا بمرافق معملية ممتازة ومتطورة، بما في ذلك معمل حلقات الأشجار المجهز بالكامل.

من المتوقع أن يكون لديك اهتمامات قوية بعلوم البيئة وعلوم نظام الأرض والتغير العالمي. يجب أن يكون لديك أيضًا بعض الخلفية في تخصصات مثل الرياضيات أو الفيزياء أو الجغرافيا أو الأحياء أو العلوم البيئية. مطلوب مهارات تحليلية قوية.

يجب أن يكون المتقدمون لبرامج الدرجات العلمية البحثية عادةً على الأقل حاصلين على درجة البكالوريوس البريطانية مع مرتبة الشرف من الدرجة الأولى أو الدرجة الثانية العليا (أو ما يعادلها) في تخصص مناسب. قد تكون معايير القبول لبعض درجات البحث أعلى، على سبيل المثال، تتطلب العديد من الكليات درجة الماجستير أيضًا. يُنصح المتقدمون بالتحقق من المدرسة ذات الصلة قبل تقديم الطلب. يُنصح المتقدمون غير المؤكدين بشأن متطلبات درجة بحثية معينة بالاتصال بالمدرسة أو كلية الدراسات العليا قبل تقديم الطلب.

الحد الأدنى لمتطلبات الالتحاق باللغة الإنجليزية للدراسة البحثية للدراسات العليا هو الحصول على 6.0 درجات في اختبار IELTS بشكل عام مع 5.5 على الأقل في كل مكون (القراءة والكتابة والاستماع والتحدث) أو ما يعادلها. يجب أن يكون تاريخ الاختبار خلال عامين من تاريخ بدء الدورة حتى يكون صالحًا. بعض المدارس والكليات لديها متطلبات أعلى.