Gaismas spektrālā sastāva ietekme uz Betula pendula un Fagus sylvatica lapu sadalīšanos novecošanas procesā

Abstract

Nepastāvīgo meteoroloģisko apstākļu dēļ arvien grūtāk kļūst paredzēt izmaiņas barības vielu aprites ciklos un kā tie var reaģēt uz klimata pārmaiņām. Viens no būtiskākajiem procesiem šajos ciklos ir organiskā materiāla sadalīšana, jo tā nodrošina primāros producentus ar barības vielām. Ir zināms, ka fotodegradācija dažās ekosistēmās ir svarīgs faktors, kas kontrolē augu materiāla sadalīšanos, bet citās tās nozīmība nav novērtēta vai pat apsvērta. Pilnībā nav izprasti galvenie faktori, kas šo procesu ietekmē, un kā gaismas spektrs ietekmē augu materiālu ar morfoloģiskām un bioķīmiskām atšķirībām. Lai novērtētu gaismas spektra ietekmi uz fotodegradāciju, tika izmantotas lapas dažādās novecošanas fāzēs ar atšķirīgām funkcionālajam iezīmēm no divu sugu kokiem. Lapas tika ievietotas kontrolētos apstākļos, kur novietotas zem plastikāta filtriem, kas bloķē konkrētas daļas no gaismas spektra. Galvenie rezultāti paradīja, ka āra bērza un parastā dižskabārža lapas atšķirīgās novecošanas fāzēs dažādi reaģēja uz eksperimenta apstākļiem, kaut arī lapas ievāktas neilgi viena pēc otras. Kā arī, lielākoties UV-A radiācija veicina masas zaudēšanu fotodegradācijas procesā. Lapām, kuras netika pakļautas UV-A radiācijai, masas zudums saskan ar literatūrā atrodamajiem novērojumiem, ka sadalīšanās notiek ātrāk lapās ar lielāku slāpekļa koncentrāciju. Bet tas netika novērots, kad lapas tika pakļautas redzamās gaismas un UV-A radiācijai. Rezultāti liecina, ka oglekļa un slāpekļa attiecība šo lapu fotodegradācijas procesā nav dominējošais faktors kā tas tika ieteikts literatūrā. Iespējams epidermā esošie flavonoīdi saglabā UV starojuma aizsardzības īpašības arī pēc lapu nomešanas.

The variability of climatic conditions makes it hard to assess global nutrient fluxes and how they might respond to climate change. One of the key parts in nutrient cycling is decomposition as it provides resources for primary producers. Photodegradation is known to be an important driver of decomposition in some ecosystems, while in others its relative importance has not been evaluated or even considered. There are uncertainties about the factors that most influence the rate of photodegradation and how the spectrum of light acts upon plant material differing in its structure and biochemistry. To assess the effect of light quality on photodegradation, leaves of two species with different functional traits and in two phases of senescence were chosen. Afterwards, leaves were put in controlled conditions and the spectrum of light was altered by using filters that attenuate certain wavelengths of light. The main results were that leaves of Betula pendula and Fagus sylvatica in different phases of senescence responded differently to the experimental treatments even though they were collected shortly after each other. Furthermore, in most cases UV-A radiation enhanced mass loss during photodegradation. The results obtained under the treatment without UV-A radiation are consistent with the existing literature reporting that decomposition happens faster in litter with higher nitrogen content. This was not the case for leaves under the treatment receiving visible and UV-A radiation, suggesting that factors other than the C:N ratio dominate: one possibility is that flavonoids retained in the epidermis during senescence continue to influence the penetration of UV-A into the leaf during the early stages of decomposition.