Surprising Drought Tolerance of Fir (Abies) Species between Past Climatic Adaptation and Future Projections Reveals New Chances for Adaptive Forest Management

Abstract

Research Highlights: Data of advanced-age provenance tests were reanalyzed applying a new approach, to directly estimate the growth of populations at their original sites under individually generated future climates. The results revealed the high resilience potential of fir species. Background and Objectives: The growth and survival of silver fir under future climatic scenarios are insufficiently investigated at the xeric limits. The selective signature of past climate determining the current and projected growth was investigated to analyze the prospects of adaptive silviculture and assisted transfer of silver fir populations, and the introduction of non-autochthonous species. Materials and Methods: Hargreaves’ climatic moisture deficit was selected to model height responses of adult populations. Climatic transfer distance was used to assess the relative drought stress of populations at the test site, relating these to the past conditions to which the populations had adapted. ClimateEU and ClimateWNA pathway RCP8.5 data served to determine individually past, current, and future moisture deficit conditions. Besides silver fir, other fir species from South Europe and the American Northwest were also tested. Results: Drought tolerance profiles explained the responses of transferred provenances and predicted their future performance and survival. Silver fir displayed significant within-species differentiation regarding drought stress response. Applying the assumed drought tolerance limit of 100 mm relative moisture deficit, most of the tested silver fir populations seem to survive their projected climate at their origin until the end of the century. Survival is likely also for transferred Balkan fir species and for grand fir populations, but not for the Mediterranean species. Conclusions: The projections are less dramatic than provided by usual inventory assessments, considering also the resilience of populations. The method fills the existing gap between experimentally determined adaptive response and the predictions needed for management decisions. It also underscores the unique potential of provenance tests.

Az erdészeti tudományok története Magyarországon

“…A vízhiány okozta klímaérzékenység mindamellett fafajcsoportonként eltérő, és különféle, de rendszerint hasonló tartalmú klímatényezőkkel jellemezhető. Így a kocsánytalan tölgy esetében a májusi-nyári csapadékmennyiség, a bükknél az aszályindex és a hőmérsékleti viszonyok hatnak elsősorban az előfordulási mintázatra (Czúcz et al 2013), de például a jegenyefenyővel végzett elemzések azt mutatták ki, hogy az éves szintű vízhiány korrelált legjobban a származási kísérletbe áttelepített populációk növekedési reakciójával (Mátyás et al 2021). Egy adott fafajon belül a klímatényezőkre adott reakció a populáció származásától, azaz eredeti alkalmazkodottságától függően változhat.…”

“…Kézenfekvő, hogy különösen a szárazsági határ menti övezetben a klímaváltozásra felkészülő erdőművelés adaptív stratégiája, és a természetvédelmi elvárások is az evolúció-ökológiai kutatás eredményeire kell építsenek. Ezt a nemzetközi kutatás is átvette (Fady et al 2016;Mátyás 2021). Ugyanígy, az erdészeti genetikai, génmegőrzési és nemesítési kutatás célkitűzései is gyelembe kell vegyék a klímaváltozás és környezetváltozás hatásaiból felmerülő problémákat (Mátyás 1995Teissier du Cros et al 1999).…”

“…Az utóbbi évtizedben a klímaváltozás kihívásaira fókuszáló, a FAO szakmai támogatásával működő EUFORGEN szervezetben a nemzetközi stratégiai, szakpolitikai, erdőgazdálkodási és szaporítóanyag-szabályozási területek kerültek előtérbe, és az eredmények szakmai útmutatók, szak-Mind a nemesítésbe bevont törzsfák, mind a létrehozott új klónok, elismert fajták megőrzésének legfontosabb objektuma a törzsgyűjtemény. A képen az ERTI Bajti Nemesítő Telepén létrehozott, magastörzsű anyatelepként kezelt nyár klónarchívum látható, amely egyszerre szolgálja a génmegőrzést és az ellenőrzött szaporítóanyag termesztést is ERTI archívum) könyvek formájában láttak napvilágot, zömében magyar kutatók aktív közreműködésével (Koskela et al 2007(Koskela et al , 2013Boullion et al 2015;Rudow et al 2020;Gömöry et al 2021;Mátyás 2021).…”

“…Ezek a kékülést okozó Ophiostoma gombafajok aktívan részt vesznek a gazdanövény elpusztításában, segítik legyőzni a fa ellenállóképességét. Ez a kutatási vonal a legutóbbi években került előtérbe, ennek keretében folyik az egyes szúfajokhoz kötődő gombaközösségek feltárása (Lakatos et al 2008;Balázs et al 2021).…”

Genetic Resources and Adaptive Management of Conifers in a Changing World

“…The unique potential of provenance tests is illustrated by the results of trial networks; response projections are less dramatic than those provided by inventory data analyses [5]. In mountainous terrain, shifting trees upwards in altitude to compensate for climatic warming appears to be a feasible management action [6].…”