Träd som lider av torka ger ifrån sig ljud som kan fångas upp med mikrofoner – och nu visar en studie från SLU att dessa ljud kan avslöja permanenta skador. Genom att lyssna på skogens viskningar hoppas forskarna kunna utveckla ett nytt sätt att upptäcka klimatstress hos träd.
Torka är en känd orsak till trädens död och minskad tillväxt i Europas skogar. I Sverige har minskad skogstillväxt under 2010-talet ofta kopplats till just torkperioder. En orsak till att träd inte återhämtar sig efter torka tros vara att vävnaden – xylemet – som leder vatten uppåt i trädet fylls med luftbubblor. Tillståndet kallas embolism och kan liknas vid blodproppar.
Trädens viskningar fångas upp
Forskare vid Sveriges lantbruksuniversitet, SLU, har i en studie visat att mikrofoner kan användas för att upptäcka när träd drabbas av embolism. När vattenpelaren i xylemet brister och vattnet omvandlas till ånga – en process som kallas kavitation – uppstår ett svagt ljud som mikrofonerna kan fånga upp.
– Vår studie lägger grunden för att vi ska kunna utveckla en metod som gör det möjligt att studera när och varför träd drabbas av embolism under torka, säger Jonatan Klaminder, professor vid Institutionen för skogens ekologi och skötsel vid SLU.
Så lyssnade forskarna på träden
I närheten av Svartbergets forskningsstation utanför Umeå valde forskarna ut 32 träd i julgransstorlek, jämnt fördelade mellan björk och tall.
Träden sågades av och fick sedan vatten. Hälften fick vanligt vatten och fungerade som en kontrollgrupp. Resten fick vatten som behandlats för att försvaga bindningen mellan vattenmolekyler. Det gjorde att forskarna kunde framkalla ett tillstånd där luftbubblor bildas i trädens vävnad.
Med hjälp av mikrofoner, monterade både på och intill stammarna, kunde forskarna lyssna efter ljuden när bubblorna bildas och mäta hur dessa påverkar trädens förmåga att ta upp vatten.
Första studien i skogsmiljö
Redan på 1980-talet användes akustiska metoder i växtstudier, men då enbart i laboratoriemiljö eller med särskilda akustiska kammare. Tidigare försök att upptäcka luftbubblor i vävnaden hos växter med intakt bark har dock misslyckats i labbmiljö. Den aktuella studien gjordes dock i naturlig skogsmiljö, se faktaruta.
– Vi kunde se att träd där vi framkallat embolism gav ifrån sig ultraljud mer frekvent och tappade sin förmåga att ta upp vatten, säger Jonatan Klaminder och fortsätter:
– Men även våra kontrollträd gav i viss mån ifrån sig ultraljud vilket är intressant då vi inte riktigt vet varför.
Tallarna som fick behandlat vatten gav ifrån sig ljud både från basen och den övre delen av stammen, medan ljuden hos björkarna enbart kom från basen. Skillnaden tros bero på trädens olika anatomi, som påverkar var i stammen vattenpelaren brister och luftbubblor bildas.
Mer forskning behövs
I sommar ska metoden testas på fler trädslag och även på vuxna träd med tjockare bark, för att förfina tekniken och bättre förstå ursprunget till trädens ultraljud. På sikt kan metoden komma att användas som övervakningsmetod av torkstress i skogar.
Vetenskaplig artikel:
Ultrasonic acoustic emissions as indicators of tree drought stress in outdoor forest settings: Testing the concept using cut saplings, Ecological Indicators.
