Tropiska träds klimatkänslighet och skogsåterplantering Climate sensitivity and reforestation of tropical trees Tropiska regnskogar är jordens mest artrika och produktiva ekosystemtyp (biom) och spelar en viktig roll för vår planets biodiversitet och klimat. Trots det vet vi förhållandevis lite om deras känslighet för pågående klimatförändringar. Ökad dödlighet under ovanligt varma och torra år (s.k. El Niño-år) tyder på att tropiska träd är mycket klimatkänsliga, men kunskapen om vilka processer som styr detta är begränsad. I många tropiska områden har stora arealer skog försvunnit och omvandlats till odlings- och betesmark. Detta leder till problem med erosion, biodiversitetsförlust, och ett varmare och torrare klimat. På många håll försöker man därför återplantera skog. Det finns då flera fördelar med att använda naturligt förekommande arter eftersom dessa oftast konsumerar mindre vatten och har högre biodiversitet och lägre risk för sjukdomsangrepp än exotiska snabbväxande arter (ofta Eucalyptus). En osäkerhetsfaktor som hämmar hållbar plantering av inhemska tropiska trädarter är att vi vet så lite om deras klimatkänslighet. Det övergripande syftet med detta projekt är att ta reda på vilka egenskaper och mekanismer som styr hur torrare och varmare förhållanden påverkar vitalitet och överlevnad hos olika tropiska trädarter. Baserat på denna kunskap kommer vi att ta fram kartor med rekommendationer för vilka inhemska trädarter som är lämpliga för plantering i olika delar av Rwanda, ett tätt befolkat och fattigt land där skogsåterplantering måste ske i samklang med jordbruket. I det här projektet studerar vi 5400 träd tillhörande 20 tropiska trädarter som naturligt växer i bergsregnskog eller i övergången mellan regnskog och savann i Rwanda, ”the land of thousand hills”. Vi använder planteringar på tre platser med stor variation i höjd över havet (1300-2400 m), nederbörd (850-1750 mm) och temperatur (14-21 °C). De högst belägna platserna ligger i bergsregnskog medan de lägsta ligger i områden som naturligt domineras av buskvegetation och som är varmare och torrare än de utvalda trädarternas naturliga miljöer. Ett steg nedåt i höjd för en viss art representerar ett möjligt framtida klimatscenarium (global uppvärmning). På tre platser kommer vi att manipulera vattentillgången genom att bevattna och/eller skärma av nederbörd; detta för att kunna separera effekter av temperatur och nederbörd. På alla platser kommer vi att plantera både så kallade pionjärarter (arter som snabbt kan kolonisera nya områden) och klimaxarter (arter som dominerar i skogar utan störningar). Vi kommer att studera 16 strukturella, hydrauliska, fysiologiska och biokemiska egenskaper som potentiellt styr hur trädens vitalitet och överlevnad påverkas av minskad vattentillgång och ökad temperatur. Trädens förmåga att anpassa dessa egenskaper till ett förändrat klimat kommer att bestämmas. Utifrån signifikanta samband mellan olika funktionella egenskaper och trädens känslighet för låg nederbörd och hög temperatur kommer en modell att tas fram som kan förutsäga tropiska träds klimatkänslighet utifrån kunskap om deras funktionella egenskaper. Modellen kommer att utvärderas med hjälp av oberoende mortalitetsdata från planteringar med större träd i olika delar av Rwanda. Eftersom modellen är egenskaps-baserad kommer den att kunna appliceras på andra arter än de som ingått i detta projekts planteringar. Inom projektet kommer modellen därför kunna användas för att ta fram kartor med rekommendationer för vilka inhemska trädarter som är lämpliga för plantering i olika delar av Rwanda. Projektet är ett samarbete mellan Göteborgs Universitet, University of Rwanda och Rwanda Agriculture Board som sedan flera år har ett samarbete inom skogsforskning, där även lärarutbyte och handledning av doktorander och studenter ingår. Projektet kommer att ta fram ny kunskap om olika tropiska trädarters klimatkänslighet och vilka underliggande trädegenskaper och mekanismer som styr denna. Dessutom kommer projektet att generera kartor med rekommendationer över vilka trädarter som är lämpliga för plantering i olika delar av landet. Dessa kartor kommer att levereras till relevanta Rwandiska avnämare, såsom ”Rwanda Forest and Water Institute” och ”Ministry of Natural Resources”. De kommer även att kommuniceras till avnämare i andra länder i regionen. Ett annat viktigt mål för projektet är att fortsätta bygga upp kompetensen inom skogsforskning i Rwanda, vilket gynnar forskningsbaserad och långsiktig klimatanpassning i ett fattigt land i Afrika. Is climate change pushing tropical trees towards climatic limits beyond which their vitality and survival decline? The present project addresses this important and unsolved question, with the overall aim to define the sensitivity of tropical tree species to heat and drought and to provide maps with tree plantation recommendations to relevant stakeholders in Rwanda and beyond. We will determine the functional tree traits (structural, hydraulic, physiological, biochemical) controlling tree vitality and survival in multi-species plantations established at three sites in Rwanda, “the land of thousand hills”. The sites exhibit large natural variation in precipitation and temperature, and experimental manipulations of water supply (irrigation, rainfall exclusion) will be imposed at each site. A multi-trait model of drought- and heat-induced tree mortality will be derived based on data from the experimental sites, and evaluated using independent data from additional sites with larger trees. Based on this model, we will produce and deliver maps with tree plantation recommendations to relevant stakeholders in Rwanda and the region. The scientific significance of the project is to address critical knowledge gaps regarding the causes of drought- and/or heat-induced mortality in tropical trees. The proposed project contributes to capacity building at Rwandan institutions, which will promote science-based and sustainable climate change adaptation in a low-income African country.