Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

In northern Sweden, Scots pine (Pinus sylvestris L.) and downy birch (Betula pubescens Ehrh.) often coexist in forests located along the edges of the Scandinavian Mountain range. They survive close to the limits of their ecological ranges and are largely unaffected by anthropogenic disturbance. The growth of trees in these sub-arctic forests is generally thought to be limited by temperature, and changes in growth trends can therefore serve as early indicators of the impact of global warming on natural ecosystems. Here, I systematically collected 594 tree cores from Scots pine and downy birch along two elevational gradients spanning the transition from the forest zone to the sparse coniferous treeline in a natural forest in northern Sweden. Based on the tree-ring data, I compared annual basal increment trends of both species from 1902-2021, analyzed the ring widths in relation to local climate data, and investigated trends in these climate-growth relationships. I found that the mean annual growth of both Scots pine and downy birch is higher now than in the beginning of the 20th century. While Scots pine growth was most strongly correlated with summer temperature, I did not
find a common climatic driver of downy birch growth. I also noticed a decrease in the importance of summer temperature for Scots pine growth along the coniferous treeline. In contrast, the importance of late spring temperatures increased over the 120 year-long study period. Since I did
not find a common link between climate and annual birch growth, more research is needed to understand the influence of micro-site conditions on these trees’ response to increasing temperatures. However, my results do suggest that the temperature-limited Scots pine trees growing in mixed natural forests are still benefiting from global warming.

I norra Sverige förekommer tall (Pinus sylvestris L.) och björk (Betula pubescens Ehrh.) ofta tillsammans i skyddade skogar längs med den Fennoskandiska bergskedjan. Träden i dessa subarktiska miljöer överlever nära gränsen för sin naturliga utbredning och påverkas i princip inte av mänskliga aktiviteter. Trädens tillväxt i dessa miljöer anser man i allmänhet begränsas av temperaturen och förändringar i tillväxttrenden kan därför fungera som tidiga indikatorer på den globala uppvärmningens inverkan på naturliga ekosystem. I den här studien samlade jag systematiskt in 594 borrprov från tall och björk längs två höjdgradienter som sträcker sig från den sammanhängande skogszonen till barrskogsgränsen i en naturskog i norra Sverige. Jag analyserade årsringsdata för att jämföra den årliga tillväxten för tall och björk från 1902–2021, och relaterat den till lokala klimatdata och därefter undersökt trenderna i dessa klimat-tillväxt relationer. Mina resultat
visar att den genomsnittliga årliga tillväxten för både tall och björk är högre nu än i början av 1900- talet. Medan tillväxten av tall var starkast korrelerad med sommartemperaturen hittade jag inget tydligt sådant samband mellan temperatur och björktillväxten. Resultaten visar också på en minskning av betydelsen av sommartemperatur för tillväxten av tall längs den övre barrskogsgränsen. I motsats till detta, ser jag en ökad betydelse av temperaturen under den sena våren under den period (120 år) jag studerat. Jag hittade inget tydligt samband mellan klimat och årlig tillväxt av björk, så det behövs mer forskning för att förstå betydelsen av mikro-habitatet för
dessa träds reaktion på ökande temperaturer. Mina resultat antyder att tallar som växer i trädslagsblandade naturskogar fortfarande gynnas av den globala uppvärmningen.

Die geschützten Wälder entlang der skandinavischen Gebirgskette zeichnen sich vor allem durch die Koexistenz von Waldkiefer (Pinus sylvestris L.) und Moorbirke (Betula pubescens Ehrh.). Diese Bäume wachsen nahe der Grenze ihres ökologischen Verbreitungsgebiets und sind weitestgehend unbeeinflusst von anthropogenen Störungen. Allgemein wird das Baumwachstum in subarktischen Wäldern als temperaturabhängig angesehen, weshalb Veränderungen der Wachstumstrends als frühe Indikatoren der Auswirkungen des Klimawandels auf vom Menschen unberührte Ökosysteme dienen können. Für diese Studie wurden 594 Bohrkerne von Waldkiefern und Moorbirken entlang zweier Höhengradienten entnommen, die den Übergang der Waldzone zur Nadelbaumgrenze in einem Naturreservat in Nordschweden umfassten. Basierend auf den Jahresringdaten wurden die Entwicklungen des jährlichen Zuwachses beider Baumarten von 1902 bis 2021 verglichen, die Ringbreiten in Zusammenhang mit lokalen Klimadaten analysiert, und die zeitliche Entwicklung dieser Klima-Wachstums-Beziehungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl das mittlere jährliche Wachstum der Waldkiefer als auch das der Moorbirke heute höher als zu Beginn des 20. Jahrhunderts ist. Während das Wachstum der Waldkiefer am stärksten mit den Sommertemperaturen korrelierte, konnte kein genereller klimatischer Einfluss auf das radiale Wachstum der Moorbirke festgestellt werden. Es zeigt sich ein geringer werdender Einfluss der Sommertemperaturen auf das Wachstum der Waldkiefer entlang der Nadelbaumgrenze, wohingegen die Bedeutung der Spätfrühlingstemperaturen während des Untersuchungszeitraums zunahm. Da kein Zusammenhang zwischen dem Klima und dem jährlichen Wachstum der Moorbirke festgestellt werden konnte, sind weitere Studien erforderlich, um den Einfluss der Mikrostandortbedingungen auf die Reaktion dieser Bäume in Bezug auf den Klimawandel zu verstehen. Die Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass die Waldkiefern, die in den unbewirtschafteten Wäldern Nordschwedens wachsen, noch immer von der globalen Erwärmung profitieren.