http://www.cost.eu/COST_Actions/fps/Actions/FP1202

Глобальні зміни довкілля, особливо кліматичні зміни, стали викликом для підтримання життєвості та сталого розвитку лісів Європи. Кліматичні зміни можуть викликати зміни видових ареалів та мати безпосередній вплив на виживання, ріст та відновлення деревних видів. Адаптація лісів до змін довкілля здебільшого залежить від генетичних ресурсів. Однак, цей потенціал знаходиться під загрозою впливу низки чинників, включаючи зростання чисельності людей, фрагментацію лісів та нехтування цими проблемами. Майбутня стратегія господарювання повинна мати на меті збереження генетичних різновидів, охороняти та посилювати потенціал популяцій, а також поширювати стійкий до майбутніх стресів довкілля репродуктивний насіннєвий матеріал.

Маргінальні і периферійні популяції деревних видів (далі МіП) формують цінні лісові генетичні ресурси (далі ЛГР) для покращення стійкості європейських лісів. Це є результатом видових адаптацій, які є наслідком еволюційних процесів впродовж тривалого періоду в маргінальному екологічному середовищі. Однак водночас генетичні ресурси МіП є особливо вразливими та потребують термінової охорони. Існуючі настанови рекомендують стале ведення лісового господарства на всіх рівнях для забезпечення відновлення лісів. Більше того, вони акцентують увагу на необхідності підтримки багатофункціональності лісів і забезпечення ними товарів та послуг (функціонування екосистем, продукція деревини, біомаси, соціальні та культурні товари та послуги і т.д.).

У цих практичних настановах ми маєм за мету надати спеціальні рекомендації для охорони та використання лісових генетичних ресурсів маргінальних і периферійних популяцій деревних видів.

Головна мета: У МіП популяціях сформувались характерні тільки для них специфічні генетичні варіанти та генетичні ресурси. Ці унікальні генетичні ресурси можна використати, щоб допомогти європейським лісам адаптуватись до викликів 21 ст. Тому МіП популяціям повинен надаватись особливий захисний статус.

Практичні настанови

Маргінальні і периферійні ліси: ключові генетичні ресурси для посилення стійкості

європейських лісів до глобальних змін

МАРГІНАЛЬНІ І ПЕРИФЕРІЙНІ ПОПУЛЯЦІЇДЕРЕВНИХ ВИДІВ ЗРОСТАЮТЬ НА ЕКОЛОГІЧНИХ, ВИСОТНИХ ЧИ ГЕОГРАФІЧНИХ ГРАНИЦЯХ

http://map-fgr.entecra.it http://www.cost.eu/COST_Actions/fps/Actions/FP1202 http://www.cost.eu/COST_Actions/fps/Actions/FP1202

FPS COST Action FP1202

http://www.cost.eu/COST_Actions/fps/Actions/FP1202 http://map-fgr.entecra.it

ЛГР МіП як ключові пріоритети Глобального Плану Заходів для

Лісових Генетичних Ресурсів

Глобальний План Заходів з охорони, сталого використання та розвитку ЛГР ФАО визначив стратегічний пріоритет 7 як «підтримувати оцінку, менеджмент та охорону маргінальних і / чи крайових популяцій лісових деревних видів».

• «Тому маргінальні популяції повинні мати високий пріоритет охорони в глобальній та регіональній стратегічних програмах».

• «Захід: Розробити керівні принципи для інвентаризації та документації маргінальних популяцій лісових деревних видів, а також активізувати їх менеджмент та охорону шляхом їх інтеграції у мережу захисних територій та активного залучення місцевих громад. Підтримати програму розвитку на глобальному та регіональному рівнях для оцінки маргінальних популяцій та сприяння їх охороні в умовах in situ та ex situ.

Проблеми господарювання, спрямовані на підтримання стійкості європейських лісів

Закликом ЄС для лісового менеджменту на майбутнє є сталий розвиток (Нова Лісова стратегія ЄС, СОМ (2013)659), під яким розуміється стійкість екосистем.

КЛЮЧОВІ ПИТАННЯ:

✓ Забезпечити потенціал та багатофункціональність лісів через систематичний та сталий лісовий

менеджмент

✓ Захистити ліси та біорізноманіття від стихійних лих (напр., пожеж, буревіїв, теплових хвиль), браку води, шкідників: сприяти заходам з мінімізації уразливості

лісів до кліматичних змін

Контекст

КЕРІВНІ ПРИНЦИПИ

• Потреба загальних інвестицій для підсилення стійкості, підбору об’єктів для охорони біорізноманіття, адаптації до кліматичних змін, захисту лісів і т.д.

• Посилення стійкості та адаптивної ємності, що базується на стратегії ЄС СОМ (2013)216 щодо адаптації до змін клімату, яка частково виконується заходами 2 та 4

• Отримання додаткових знань, активізація досліджень, заохочення до подальшого формування бази даних ЄС репродуктивного лісівничого матеріалу та карт поширення видового / генетичного різноманіття

• Пріоритетність і впорядкування заходів з адаптації в лісовій політиці

• Посилення захисту лісових генетичних ресурсів на видовому та популяційному рівнях

http://www.cost.eu/COST_Actions/fps/Actions/FP1202

МіП ЛГР є ключовими ресурсами стійкості лісів Європи до кліматичних змін

• Важливість ЛГР МіП уже в значній мірі є загальновизнаною, однак спроби їх визначення, характеристики, господарювання та охорони потребують подальшої розробки та істотного покращення

• МіП популяції містять унікальні генетичні та екологічні властивості, які є цінними для майбутнього європейських лісів та лісової науки і практики...

• … у той самий час МіП популяції, що зростають на тильних географічних маргінальних границях або екологічних краях на низьких висотах, є особливо вразливими.

ОСНОВНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

✓ Впровадження плану для адаптивного захисту маргінальних та периферійних популяцій (МіП) та

генетичних ресурсів

✓ Вважати МіП популяції ресурсами для роботи з адаптацією до кліматичних змін

✓ Посилити дослідження та освітню роботу (особливо в професійних навчальних закладах) з питань генетичних ресурсів та адаптивних процесів

Сучасні політичні процеси, які вже висвітлюють і визнають значущість

МіП ЛГР

• Адаптація до кліматичних змін та охорона генетичних ресурсів є об’єктами Лісової Стратегії ЄС: генетичне розмаїття та різноманіття лісових деревних видів потрібно підтримувати та охороняти з метою забезпечення стійкості лісів

• Важливість лісового генетичного різноманіття визнано рішеннями ООН та Центром Біологічного Різноманіття (організацією, що пропагує охорону зникаючих видів): різноманіття всередині видів та популяцій є важливим для біологічного різноманіття та сталого використання, через що ці аспекти повинні враховуватись при управлінні та господарюванні лісами

• У звіті ФАО про Стан Світових Лісових Генетичних Ресурсів визнано, що “Маргінальні та/або популяції, що зростають на границі географічного ареалу, можуть мати важливе значення для адаптації деревних порід до нових екстремальних умов […]”.

Що вже досягнуто COST Action

• Організовано зібрання науковців та зацікавлених сторін з 30 європейських та асоційованих країн з метою підвищення обізнаності по охороні та сталому використанню генетичних ресурсів МіП популяцій

• Створена комплексна база даних МіП популяцій у Європі

• Проведено навчання більш як 50 студентів і молодих науковців з ключових питань теорії та практики ЛГР МіП

• Субсидовано понад 25 молодих дослідників з метою виконання науково-дослідних проектів з ЛГР МіП у лабораторіях країн-партнерів

Можливість отримання додаткової інформації за цим адресом: http://map-fgr.entecra.it/, http://www.cost.eu/

Ключові моменти

Переклад з англійської мови зроблено учасником програми COST Action FP1202 (Робоча група №4) Парпан Т.В. (зав. лабораторії екології та захисту лісу УкрНДІгірліс ім. П.С. Пастернака).

http://www.cost.eu/COST_Actions/fps/Actions/FP1202

Два види маргінальності: географічна та екологічна

Географічні маргінальні/периферійні популяції зустрічаються на границях географічних ареалів видів, на найдальшій відстані від центральних (ядерних) популяцій. Ведучі (фронтові) краєві популяції розширюють свої географічні границі, в той час як задні (тильні) краєві популяції відступають.

Екологічними маргінальними популяціями вважаються найбільш віддалені від найбільш звичних екологічних умов зростання видів (реалізована екологічна ніша).

Джерело: карта природного поширення Larix decidua, що ґрунтується на базі даних EUFORGEN (2009, www.euforgen.com)Джерело: рисунок доповнений авторами, на основі Ettinger та ін., 2011

МіП у Європі потрібно краще визначати, характеризувати, господарювати та охороняти

✓ Потреба у кращій ідентифікаціїПотрібно визначити фактори навколишнього середовища й екологічні фактори, що визначають територію та границі розселення видів. Їх теперішнє та майбутнє поширення повинно моделюватись на основі прогнозу кліматичних змін за різноманітних сценаріїв. На сьогоднішній день ми обмежені можливостями таких програм (напр., адаптація in situ не враховується), непевністю у прогнозах клімату, відсутністю точних карт поширення усіх видів та даних для визначення екологічної маргінальності.

✓ Потреба у кращій характеристиціПотрібно ідентифікувати найбільш пріоритетні види до адаптацій, зібрати доступні ЛГР до спільної бази даних та охарактеризувати генетичну базу адаптивних ознак. Однак, визначення, які саме адаптації до кліматичних змін є найбільш важливими, є обмеженим через складність взаємодій, суміщення динаміки природних процесів та діяльності людини, а також через брак сучасних технічних можливостей (статистики та біоінформатики). Істотно покращити виконання цього завдання можна через застосування нових розробок в галузі геноміки, а також аналіз та синтез генетичних підходів на рівні усього європейського континенту.

✓ Потреба у кращому господарюванніПотрібно визначити ризики та наслідки різних сценаріїв господарювання на ЛГР, а також пріоритетні популяції і заходи та території охорони. Слід розробити індикатори для моніторингу ЛГР та технічні нормативи господарювання, а також сприяти обміну думками та поширенню інформації між спеціалістами та зацікавленими сторонами. Відсутність цих напрацювань на сьогоднішній день пов’язана з недостатністю нашого розуміння про міжвидову взаємодію, необхідністю розробки керівних принципів господарювання з урахуванням кожного виду та його особливостей, невпевненості щодо кліматичних прогнозів та знань про довготривалу адаптивну реакцію популяцій.

✓ Потреба у кращій охороніПовинна бути розроблена краща регуляторна структура для охорони МіП. Однак, спочатку повинен бути встановлений імовірний правовий статус з охорони МіП популяцій.

Визначення, характеристика, менеджмент та охорона

http://www.cost.eu/COST_Actions/fps/Actions/FP1202

Специфіка МіП популяцій• МіП популяції знаходяться на екологічній та географічній межі поширення видів, що робить їх більш уразливими до

кліматичних змін і піддає більшому тиску

• На екологічних границях зростання коливання довкілля є більш вираженими, ніж у центральних місцях поширення виду

• МіП популяції можна вважати природними лабораторіями для вивчення процесів генетичної адаптації до екстремальних умов довкілля

МіП популяції можуть виявляти специфічні адаптації• Адаптивні риси у МіП популяцій можуть відрізнятись своїми генетичними ресурсами від центральних популяцій,

оскільки маргінальні популяції через екстремальні довкільні фактори піддавались специфічній селекції

• МіП популяції можуть виявляти виняткову здатність до фенотипічної фенотипової пластичності

• Однак, не всі МіП популяції успішно адаптовані до локальних умов, оскільки такі фактори, як випадкове поширення генетичних мутацій (генетичний дрейф) через малі за розміром популяції або екстенсивний потік генів з популяцій, неадаптованих до маргінальних умов, можуть запобігати локальним адаптаціям.

У МіП популяціях може міститись унікальна генетична інформація• Через свою особливу історію еволюції, МіП популяції часто містять унікальні генетичні варіанти

• Через екстремальні умови довкілля МіП популяції можуть містити специфічні гени, характерні для цих місць, які відсутні в центральних популяціях

• МіП популяції можуть бути місцем зосередження біорізноманіття та можуть містити специфічні фенотипічні та генетичні форми.

МіП популяції — це існуючі насіннєві банки• МіП популяції потенційно є преадаптивними до специфічних ситуацій довкілля та можуть бути корисними в якості

джерела насіння

• МіП популяції повинні бути збереженими з метою збереження їх унікального генофонду

Специфіка МіП популяцій

ЗНАЧЕННЯ ТА ХАРАКТЕРИСТИКА МІП ПОПУЛЯЦІЙ

• Зберігають генетичний потенціал для адаптації

• Сприяють створенню нових популяцій

• Забезпечують фізичний захист центральних популяцій

• Доволі часто є місцем зростання основних деревних видів, що представляють інтерес для збереження ареалу

• Зберігають еволюційний потенціал та можуть розвинути нові адаптивні риси

РИЗИКИ ТА ПРОБЛЕМИ:

• Високий ризик зникнення через маргінальність та малі за розміром популяції

• Проблеми поширення та відновлення на границях ареалу (напр.: можлива низька популяційна щільність та брак достатньої кількості пилку, вища ймовірність інбридингу, бідність ґрунтів і т.п.). Швидкість змін довкілля може випередити еволюційний розвиток видів/популяцій, спричинивши скорочення або розпад популяцій.

http://www.cost.eu/COST_Actions/fps/Actions/FP1202 http://map-fgr.entecra.it

✓ Пристосуйте менеджмент та лісогосподарські системи для охорони МіП популяцій:

• МіП популяції — на межі ризику зникнення, тому вони потребують збереження та охорони. Ці заходи включають: збереження in situ (як найкращий варіант для збереження первісного генофонду), збереження ex situ (як взаємодоповнюючий варіант, коли границя поширення видів досягає природної межі), сприяння міграції

• Врегульована охорона та продуктивне лісівництво в МіП популяціях з метою забезпечення їх збереження та стійкості. Схвалення та впровадження еволюційно орієнтованого лісівництва шляхом сприяння міграційним процесам (вивчаючи їх придатність, ризики, прийнятність і потенціал) та збереження генетичного різноманіття як основного джерела адаптування до невідомих змін у майбутньому (охорона головних та видів, яким загрожує небезпека зникнення).

✓ Започаткування генетичного природоохоронного планування

• МіП популяції слід визнати цінним джерелом набору генів для адаптації до нових кліматичних умов, навіть якщо самі популяції мають не таке важливе значення з лісівничої та ресурсної точок зору.

✓ Cтворення структури для вирішення правових питань щодо дислокації нового лісового репродуктивного матеріалу

✓ Активізація наукових досліджень, освіти та інформаційного потоку між дослідниками, менеджерами та політиками

✓ Заохочення до спілкування та співпраці  

Основні рекомендації для осіб, які приймають

Cприяння міграції: як суперечливий варіант для адаптації лісів

Примусова міграція є процесом штучного втручання для підсилення здатності видів до адаптації у швидко мінливих умовах середовища. У деяких регіонах (особливо рівнинних) швидкість кліматичних змін може випереджати як міграцію, так і ємність генетичної адаптації популяцій. Примусова міграція перенесе популяції для захисту їх від загрози зникнення in situ, або для використання їх ресурсів для зміцнення адаптивного потенціалу інших популяцій (сприяння потоку генам). Примусова міграція може сягати різні за площею границі поширення. Ці переміщення відбуваються на коротких або довгих відстанях. Однак, такі заходи спричиняють ризики, подібні до інтродукції будь-яких нових видів, з додатковою загрозою пошкоджень існуючих популяцій у місцях інтродукції. Наприклад, впровадження нових екотипів уже присутніх видів можуть сприяти більш адаптованим підвидам. Окрім того, нема певності щодо успіху штучної міграції деревних видів через їх адаптацію до багатьох локальних екосистемних компонентів, зокрема складу ґрунту та міжвидового симбіозу з кореневими грибами. Застосування примусової міграції все ще є рідкісним заходом (хоча попередні експерименти проводяться в Канаді, Франції та Італії). Тому подальші знання про її вплив та його наслідки є необхідними перед початком інтеграції цього нового процесу в лісову стратегію і політику. На закінчення, сприяння міграції залишається вельми спірним задумом і викликає численні етичні міркування: воно є цілком штучною видозміною ландшафту і виходить за рамки того, що могло б бути досягнуто у нормальних природних умовах. Соціально-економічні наслідки сприяння міграційним процесам повинні бути дуже ретельно вивчені, перш ніж вони будуть широко впроваджуватись у практику.

http://map-fgr.entecra.it http://www.cost.eu/COST_Actions/fps/Actions/FP1202