Svrha ove sofisticirane komunikacije je da nenapadnuta stabla povećaju produkciju odbrambenih jedinjenja i tako doprinesu većoj otpornosti cijele zajednice.
Miris šume, koji jedan od najpoznatijih mirisa prirode povezan sa psiho-fizičkim blagostanjem čovjeka, nije samo „pozadina” našeg prijatnog iskustva boravka u prirodi. On je upravo manifestacija jednog veoma složenog biohemijskog mehanizma koji oblikuje šumske zajednice i reguliše odnose između njenih članova.
Sačinjen je od molekula koji spadaju u grupu tzv. isparljivih organskih jedinjenja (volatile organic compounds, VOC). Njih biljke sintetišu kao dio svoje fiziologije i adaptivnih strategija, a zatim emituju u atmosferu, prenosi Klima 101.
Generalno, ovi mirisi su sačinjeni od heterogenih grupa organskih jedinjenja koja imaju niske molekulske težine i visoke napone pare, što im omogućava laku isparljivost.
U toj mješavini, određena jedinjenja preovlađuju zavisno od vrste dominantnog drveća, pa ćemo nepogrešivo razlikovati miris borove šume (gde dominiraju monoterpeni, poput alfa-pinena) od mirisa šume hrasta (sa najvećim učešćem izoprena).
Drveće možda ne može da priča, ali ima sposobnost „komunikacije”, odnosno hemijske signalizacije između jedinki
Jedinjenja koja proizvode biljke se uobičajeno dijele na primarne metabolite, koji obezbjeđuju energiju za životne funkcije (šećeri, lipidi, proteini), i na specijalizovane metabolite, ranije nazivane i sekundarne, koji imaju dominantno ekološku ulogu, vezanu za oprašivanje i odbranu od biljojeda i patogena.
Specijalizovani metaboliti obuhvataju raznovrsne grupe jedinjenja: alkaloide, flavonoide, terpenoide, fenolne kiseline. Među njima jednu posebnu grupu čine isparljiva organska jedinjenja (VOC) koja sačinjavaju karakterističan miris šumske zajednice i unutar nje obavljaju brojne funkcije: regulišu adaptaciju na toplotni stres, UV zračenje i sušu, čine hemijsku odbranu od patogena, privlače insekte oprašivače i predatore biljojeda, pa čak i omogućavaju hemijsku signalizaciju između biljaka.
Naime, naučni radovi su decenijama unazad ukazivali na to da jedinjenja koje oslobađaju biljke napadnute herbivorama izazivaju kod susednih stabala promjene značajne za odbranu, sugerišući na postojanje komunikacije između biljaka (fenomen „drveća koja pričaju”).
Novija istraživanja potvrđuju da biljke mogu da šalju i primaju informacije u obliku isparljivih organskih jedinjenja (VOC), budući da smješe jedinjenja koje biljke oslobađaju reflektuju njihovo fiziološko stanje. Ove informacije se prenose kako iznad zemlje, tako i ispod zemlje, putem mreže tzv. mikoriza, isparljivih jedinjenja i hemijskih izlučevina koje se oslobađaju u rizosferu (sloj zemljišta koji okružuje koren biljke).
Svrha ove sofisticirane komunikacije je da nenapadnuta stabla povećaju produkciju odbrambenih jedinjenja i tako doprinesu većoj otpornosti cijele zajednice.
Mirisi šume zapravo su važan činilac u šumskoj mikroklimi
Uloga isparljivh organskih jedinjenja se ne završava na nivou biljke ili šumske zajednice: njihov uticaj doseže do atmosferskih procesa i uticaja na lokalnu klimu.
Primjera radi, u borealnim šumama Finske tokom ljeta emituju se velike količine monoterpena. Ovi molekuli ulaze u reakcije sa ozonom i drugim oksidansima, formirajući sekundarne organske aerosole (SOA). Te sitne čestice raspršuju Sunčevu svjetlost i doprinose vizuelnom fenomenu poznatom kao plava izmaglica, koja daje šumskim planinskim predjelima karakterističan plavičasti ton.
Aerosoli koji potiču od isparljivih organskih jedinjenja takođe utiču i na albedo šume, tj. na količinu Sunčeve svjetlosti koju površina odbija nazad u atmosferu. Kada se više svjetlosti rasprši u aerosolu, manje energije dopire do krošnji i tla, što lokalno smanjuje zagrijavanje i mijenja mikroklimatske uslove.
Drugim riječima, mirisi šume koje osjećamo funkcionišu i kao prirodna klimatizacija ekosistema. Ove čestice takođe postaju jezgra za kondenzaciju vodene pare, što utiče na stvaranje oblaka i lokalne klimatske uslove.
„Mirisi” šume nam mogu pomoći u njihovom upravljanju i očuvanju naše okoline
Poznavanje prirode i dinamike emisija isparljivih organskih jedinjenja može biti dragocjeni alat u upravljanju šumama.
Prije svega, razumevanje hemijskih profila različitih vrsta omogućava: procjenu otpornosti šuma na toplotne talase, predviđanje rizika od požara (jer su monoterpeni izrazito zapaljivi), pravilan izbor vrsta u cilju smanjenja interakcija sa urbanim zagađenjem azotnim oksidima, bolje planiranje zasada u skladu sa očekivanim klimatskim promjenama…
Evropska agencija za životnu sredinu (EEA) prati emisije isparljivih organskih jedinjenja, i prema smernicama EEA prirodne emisije VOC iz šuma integrišu se u zvanične inventare emisija u vazduh.
Dinamika njihove produkcije se procjenjuje na osnovu monitoringa emisija tokom različitih šumarskih intervencija, promjena namjene zemljišta, povećanja koncentracije atmosferskog CO2, ozona, UV zračenja i dostupnosti nutrijenata, potvrđujući njihovu značajnu ulogu u ekosistemskim uslugama i atmosferskim uslovima i obezbjeđujući širok spektar dokaza da bi upravljanje šumama trebalo da integriše i biogene emisije.
Ipak, integracija ovih podataka još uvijek je veoma rijetka, zbog nedostatka dugoročnih studija mjerenja fluksa isparljivih jedinjenja i zbog složenosti njihove hemije i ekologije.
Kako klimatske promjene sve snažnije utiču na emisije isparljivih organskih jedinjenja, raste i potreba za njihovom sistematičnom integracijom u postojeće i buduće modele upravljanja.
Poznato je da klimatske promjene, kao i promjene namjene zemljišta, uslovljavaju i promjene u šumskim ekosistemima, prije svega u rasprostranjenju, vitalnosti, diverzitetu i brojnosti šuma na našem području.
Detaljno poznavanje ekofizioloških karakteristika i hemijskog profila šumskih vrsta i zajednica omogućava efikasnije:
- Očuvanje biodiverziteta (vrsta, zajednica, ekosistema), što znači i očuvanje hemijskog diverziteta i jedinstvenog hemijskog profila šuma koji doprinosi mikroklimi i stabilnosti ekosistema;
- Planiranje otpornijih šuma, koje bi bile sastavljene od vrsta sa različitim profilima isparljivih jedinjenja, što bi doprinijelo većoj otpornosti zajednica na klimatske ekstreme;
- Procjenu rizika od požara, jer informacije o sadržaju izrazito zapaljivih isparljivih jedinjenja i njihovim emisijama mogu poboljšati modelovanje rizika od šumskih požara;
- Integraciju u lokalne politike zaštite vazduha, uz razumijevanje interakcije isparljivih jedinjenja i urbanih zagađivača što je naročito važno je za gradove u blizini šumskih područja;
- Edukaciju javnosti, isticanje uloge šumskih mirisa u funkcionisanju ekosistema i regulaciji klime može podstaći snažniju podršku mjerama za zaštitu i obnovu šuma.
(Mondo/Klima 101)
