Herbaariumi kasutamine kliimamuutuse mõju uuringus

Abstract

Globaalne õhutemperatuur on juba pikemat aega püsinud tõusuteel, kuid eelmisest sajandist alates on soojenemine oluliselt kiirenenud. Kliimamuutus mõjutab organismide fenoloogiat ehk sessoonset arengut ning sellest tulenevalt liikidevahelisi suhteid. Eriti tundlik temperatuurimuutuse suhtes on õitsemine. Varasematest töödest selgub, et kliima soojenemise tõttu on õitsemine viimase 100 aasta jooksul varasemaks muutunud. Antud töö eesmärk on välja selgitada, kas Eest herbaarandmeid saab kliimamuutuste mõju uurimiseks kasutada. Selleks analüüsiti tulikaliste õitsemisaja muutlikkust Eestis perioodil 1901-2020 Eesti teaduskogude herbaareksemplaride abil. Trendide selgitamisel kasutati temperatuuriandmeid. Õitsemisaja muutuseid uuriti lineaarse regressioon- ja dispersioonanalüüsiga programmis R. Statistilisel analüüsil leiti, et tulikaliste õitsemine on uuritaval perioodil muutunud keskmiselt 16 päeva varasemaks, kusjuures viimastel aastakümnetel on trend veelgi tugevnenud. Sealjuures, kevadel õitsevad liigid reageerisid tõusvatele õhutemperatuuridele enam kui suvel õitsevad liigid. Kõige kiiremini on õitsemine muutunud varasemaks Kagu- ja Kesk-Eestis ning tagasihoidlikum on trend olnud Põhja-Eestis. Herbaarandmetega saadud tulemused ei erinenud oluliselt varasematest, vaatlusandmete põhjal tehtud tööde tulemustest. Järelikult saab ka Eestis kogutud herbaareksemplare kasutada kliima teemalistes uuringutes nagu mujal maailmas on seda tehtud. Antud lõputöö tulemused osutavad vajadusele ning tähtsusele edaspidi uurida kliima soojenemise tagajärgesid ka kõrgematele troofilistele tasemetele ning liikidevahelistele suhetele. Lisaks saab uurida teisi kasvuetappe, näiteks viljumist, et mõista kliimamuutuse mõju taimele kogu elu jooksul.

Global air temperature has continued to increase for a considerable time, but since the last century warming has accelerated significantly. Climate change is affecting the phenology -the timing of life history events- of organisms and, as a result, inter-species relations are being interfered with. Flowering is particularly sensitive to temperature changes. Previous work has shown that due to warming, flowering has become earlier in the last 100 years. The aim of this work is to determine whether herbarium data from Estonia can be used to study the effects of climate change. The flowering of species from the family Ranunculaceae was investigated on herbarium specimens collected within the territory of Estonia during the period 1901-2020. Temperature data was used to explain trends. Changes in flowering time were studied by linear regression and variance analysis with the program R. Statistical analysis showed that the flowering of Ranunculaceae has started on average 16 days earlier during the study period, whereas the trend has intensified in recent decades. In addition, spring-flowering species had a greater response to rising air temperatures than summer-flowering species. In south-eastern and central Estonia flowering has progressed more rapidly, while in North-Estonia the trend has been moderate. The results obtained with herbarium specimens did not differ substantially from the previous work based on observational data. Thus, the herbarium specimens collected in Estonia can also be used in climate research, as it has been done elsewhere in the world. Based on herbarium material, the effects of global warming on higher trophic levels and inter-species relationships can be assessed. Furthermore, other growth stages, such as fruiting, can be studied to understand the impact of climate change on a plant during its lifetime.