Växters reaktion på miljön förklaras med matematik

Vilken tid på året är det bäst att blomma? Varför är träden långsmala i norra Sverige, men inte i Amazonas? Svaret beror på om växten är ettårig eller flerårig, men den beror också på när pollinatörer och växtätare är aktiva.

Med hjälp av matematiska modeller kan vi öka förståelsen för hur växter och träd reagerar på miljöförändringar som uppvärmning och högre koldioxidhalter i atmosfären. Beräkningsmatematiker Magnus Lindh har lagt fram en avhandling i ämnet vid Institutionen för matematik och matematisk statistik, Umeå universitet.

– Man kan se att tillväxtbegränsningar har betydelse för blomningstiden hos ettåriga växter, säger Magnus Lindh.

Detta är en viktig kunskap om växters evolution – för vi ser redan nu att blomningen kan ske antingen tidigare eller senare när temperaturen ökar och våren kommer lite tidigare.

Det är dock mycket svårt att veta hur träd kommer att reagera på miljöförändringar som exempelvis en temperaturökning, eftersom de växer så långsamt. Därmed kan det ta hundratals år innan vi vet om en viss växtstrategi är framgångsrik eller inte. Modellering av växter har blivit ett viktigt verktyg, eftersom man snabbt kan simulera möjliga framtidsscenarier.

– Jag har bland annat kunnat visa att kombinationen av djupt grundvatten och hög dödlighet på grund av torka, effektivt utrotar alla möjliga trädstrategier på lång sikt, säger Magnus Lindh.

På platser nära polerna har trädkronor en mer långsmal form än i länder nära ekvatorn beroende på att dessa kronor tar upp ljuset mer effektivt. Detta ger ett nytt oväntat argument för skogsbruk nära polerna, eftersom långsmala trädkronor är mer tillväxteffektiva, vilket beror på att topptunga kronor måste tappa fler grenar för att behålla sin form.