Spatial Variation in Near-Ground Radiation and Low Temperature - Interactions with Forest Vegetation

Abstract: Popular Abstract in Swedish Låg temperatur begränsar i stor utsträckning överlevnad och expansion av vegetation. Under senare år har samverkan mellan låg temperatur och hög instrålning, som leder till försämrad fotosynteseffektivitet, rönt stor uppmärksamhet. I denna avhandling tillämpas nya metoder för att relatera rumsliga variationer i temperatur och instrålning till fotosynteseffektivitet och tillväxt hos trädplantor samt för modellering av rumsliga temperaturvariationer i mikro- och lokal skala i heterogen terräng. Metodologierna innefattar utveckling och användning av ett digitalt bildanalyssytem för ?fisheye?-fotografier, användning av Geografiska InformationsSystem (GIS) och statistiska metoder, fältdatainsamling av meteorologiska element, vegetationsstruktur, tillväxt och fotosynteseffektivitet. Temperatur och mängd mottagen direkt solstrålning relaterades till klorofyll a fluorescens och torrvikt hos trädplantor som vuxit under olika mikroklimatiska betingelser. För plantor som växte just innanför skogsbryn ledde kombinationen av ökande instrålning och sjunkande minimitemperatur med årstiden till kraftig försämring av fotosynteseffektiviteten med sannolik betydelse för etableringen av trädplantor vid skogsbryn och under skärmställningar. I modellerna av rumslig temperaturvariation användes ?sky view factor? för att uppskatta avkylningen av markytan under nätter med risk för låg temperatur samtidigt som dränering, uppdämning och stagnation av kalluft liksom markens termala egenskaper beaktades. Modellerna indikerar vilka skalor och processer som styr bildandet av rumsliga mönster i låg temperatur, vilket kan användas vid konstruktion av motsvarande mekanistiska modeller. Metodologin lämpar sig väl för kartering av potentiell och befintlig frostrisk efter avverkning av skog samt för att jämföra storlek av effekter på låg temperatur av skogsbruksåtgärder, såsom skärmställningar och markberedning. Resultaten kan också användas för att formulera tumregler för praktiskt skogsbruk.