"Unter den kontrollierten Bedingungen, die für diese Studien erforderlich waren, können wir mit den Fluence-LEDs die Lichtverhältnisse im Freien so genau wie möglich nachahmen."
Der Klimawandel steht im Mittelpunkt der vom Smithsonian Environmental Research Center betriebenen Forschung, insbesondere bei der Analyse seiner Auswirkungen auf Arten und Ökosysteme in aller Welt. Gemäßigte und tropische Pflanzen haben als Reaktion auf die globale Erwärmung begonnen, entlang der Ostküste der USA nach Norden zu wandern, insbesondere in den Übergangsbereichen zwischen den tropischen und gemäßigten Zonen. In dieser Region erstrecken sich gemäßigte Küstenfeuchtgebiete über mehr als 3.500 Meilen Küstenlinie von Florida bis Kanada. In diesem und anderen Randgebieten haben Wissenschaftler wie Dr. Karin Burghardt ihre Forschung auf die Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die Reaktionen von Mangrovenarten auf ihrer Wanderung nach Norden konzentriert.
"Unser Team untersucht seit Jahren Mangroven an der FL-Küste in natürlichen Lebensräumen. Um jedoch die Plastizität der jungen Pflanzen gegenüber Umweltveränderungen zu bestimmen, mussten wir unsere Versuche in Wachstumskammern durchführen. Unter den kontrollierten Bedingungen, die für diese Studien erforderlich waren, können wir mit den Fluence-LEDs die Lichtbedingungen im Freien so genau wie möglich nachahmen."
Da sich Mangrovenwälder an die Grenze zwischen Süß- und Salzwasser angepasst haben, bieten sie einen einzigartigen Lebensraum, der die Küsten stabilisiert. Mangroven sind wichtige Lebensräume für verschiedene Arten, speichern große Mengen an Kohlenstoff und bieten Schutz vor Witterungseinflüssen. Historisch gesehen sind Mangroven in den Tropen beheimatet, da sie keinen Frost vertragen. Daher stellt sich die Frage, was mit der wachsenden Zahl von Mangroven an der Ostküste passiert, wenn es zu einem Frost kommt.
Dr. Burghardt und ihr Team haben genau das untersucht. Zwischen 1984 und 2011 haben sich die Mangrovenwälder entlang der Küste von Zentralflorida verdoppelt. Da diese Wälder erhebliche wirtschaftliche und ökologische Auswirkungen haben, sind die Forscher bestrebt, die adaptiven und plastischen Reaktionen der Mangrovenarten zu verstehen. Diese Forschung ist nicht nur für das Verständnis des Lebensraumwandels, sondern auch für die Festlegung der Landbewirtschaftungspolitik von entscheidender Bedeutung.
Dr. Burghardt führt ihre Experimente am Smithsonian Environmental Research Center Charles McC. Mathias Laboratory in Maryland durch. Individuen aus sechs Randpopulationen (Ost- und Westflorida; Baja, Mexiko) und vier Kernpopulationen (Ost- und Westpanama) von drei verschiedenen Mangrovenarten, der schwarzen, der roten und der weißen, werden in Wachstumskammern getestet, die so programmiert sind, dass sie die Herbst- bis Frühjahrssaison in tropischen und gemäßigten Klimazonen nachahmen. Mehrere Sämlinge jedes Stammbaums wachsen in jeder Umgebung heran, bevor sie einem Gefriertest unterzogen werden, um festzustellen, ob Mangroven, die als Sämling eine gemäßigte oder tropische Umgebung erleben, die periodischen Fröste, denen Sämlinge am Rande des Verbreitungsgebiets häufig ausgesetzt sind, besser vertragen.
Bei früheren Versuchen stieß das Team des SERC mit T5-Leuchtstoffröhren, die üblicherweise in Forschungskammern verwendet werden, an Grenzen: Der nutzbare Raum für die Anzucht war begrenzt und die natürlichen Bedingungen ließen sich nur schwer nachahmen. "Da wir fast 3.000 Setzlinge testen, führen wir mehrere Experimente gleichzeitig durch. Angesichts des begrenzten Platzes in den Anzuchtkammern waren Leuchtstoffröhren bei den von uns benötigten PAR-Werten weder kosteneffektiv noch energieeffizient."
Karin war beeindruckt davon, wie die Sämlinge unter den SPYDRx PLUS Leuchten reagierten: "In Growkammern ist es schwierig, die Pflanzen dazu zu bringen, so zu wachsen, wie sie es in ihrem natürlichen Lebensraum tun würden. Mit Leuchtstoffröhren hatten die Pflanzen lange Internodien, da sie sich nach Licht streckten. Mit den SPYDRx PLUS Scheinwerfern haben wir keine Ausdehnung gesehen, was uns ein realistischeres Wachstumsmuster ermöglicht."
Die Mangrovenstudie ist Teil eines größeren Schwerpunkts des Smithsonian Environmental Research Center, das ökologisch gefährdete Gebiete untersucht, in denen Lebensraumveränderungen schneller als erwartet eintreten. Indem sie die Anpassungsfähigkeit und Plastizität von Arten wie den Mangroven verstehen, können Forscher, Ökologen und Planer Strategien für die sich verändernden Küsten entwickeln. Weitere Informationen über die laufenden Arbeiten finden Sie unter https://serc.si.edu/labs/terrestrial-ecology.
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