Bulletin of Forestry Science / Volume 8 / Issue 1 / Pages 131-148
previous article | next article

Juvenile height growth response of sessile oak populations to simulated climatic change based on provenance test data

Csaba Mátyás, Anikó Kóczán-Horváth, Kremer Antoine & Saenz-Romero Cuauhtémoc

Correspondence

Correspondence: Mátyás Csaba

Postal address: H-9400 Sopron, Bajcsy-Zsilinszky u. 4.

e-mail: matyas.csaba[at]uni-sopron.hu

Abstract

The report presents the analysis of phenotypic response (reaction norm) of selected sessile oak populations to simulated climate change, based on 10-year height data from an international provenance experiment network initiated by INRA (France). Reaction norms were calculated for assessing tolerance of populations to (simulated) warmer and dryer conditions than at origin. The unilateral responses to waming and drying climatic conditions have been linear. The maximum growth potential of populations was shifted toward more favorable conditions than the original ones. Phenotypic plasticity of populations of various provenance, interpreted as an indicator of climate sensitivity, was found significantly different. The provenances from the Carpathian Basin have shown average performance compared to other European populations. The better phenotypic plasticity of populations originating closer to the xeric (trailing, lower) limit is the most important result of the analysis, in terms of reproductive material use. The results corroborate the concept of "assisted migration" for sessile oak and may support the development of a strategy for adaptive forest management.

Keywords: adaptability, phenotypic plasticity, climate tolerance, provenance test, assisted migration

  • Bach I. 1998: Tájékoztató eredmények a fajta (genotípus) x termőhely kölcsönhatás vizsgálatáról. in: Tóth B. (ed): A Nemzetközi Nyárfa Bizottság (International Poplar Commission) 20. ülése és tanulmányútja Magyarországon. Az Erdészeti Tudományos Intézet Kiadványai, 9: 112–114.
  • Berki I., Móricz N., Rasztovits E., Gulyás K., Garamszegi B., Horváth A. et al. 2018: Fapusztulással párhuzamosan tapasztalt gyorsuló növekedés kocsánytalan tölgyeseinkben. Erdészettudományi Közlemények 8(1): 119–130. DOI: 10.17164/EK.2018.008
  • Bidló A., Király A. & Mátyás Cs. (eds) 2014: Agrárklíma: Az előrevetített klímaváltozás hatáselemzése és az alkalmazkodás lehetőségei. Nyugat-magyarországi Egyetem Kiadó, Sopron.
  • Borovics A. & Mátyás Cs. 2013: Decline of genetic diversity of sessile oak at the retracting (xeric) limits. Annals of Forest Science 70(8): 835-844. DOI: 10.1007/s13595-013-0324-6
  • Cseke K., Jobb Sz., Koltay A. & Borovics A. 2014: Tölgypusztulás genetikai szerkezetre gyakorolt hatása. Erdészettudományi Közlemények 4(2): 135–148. full text
  • Czimber K. 2017: Fafaj és fatermőképesség előrebecslése gépi tanulással, a célállománytáblák felhasználásával. Erdészeti Lapok 152(11): 348–349.
  • Czúcz B., Gálhidy L. & Mátyás Cs. 2011: Present and forecasted xeric climatic limits of beech and sessile oak distribution at low altitudes in Central Europe. Annals of Forest Science 68(1): 99–108. DOI: 10.1007/s13595-011-0011-4
  • Führer E., Horváth L., Jagodics A., Machon A. & Szabados I. 2011: Application of a new aridity index in Hungarian forestry practice. Időjárás 115(3): 205–216.
  • Führer E. 2017: Az erdészeti klímaosztályok új lehatárolása öko-fiziológiai alapon. (A klímaváltozáshoz alkalmazkodó erdőgazdálkodás kihívásai III.) Erdészeti Lapok 152(6): 173–175. full text
  • Gálos B., Lorenz Ph. & Jacob D. (2009): Klímaváltozás – Szélsőségesebbé válnak-e száraz nyaraink a 21. században? Klíma-21 füzetek 57: 56–63.
  • Hlásny T., Mátyás Cs., Seidl R., Kulla L., Merganicová K., Trombik J. et al. 2014: Climate change increases the drought risk in Central European forests: what are the options for adaptation? Lesnicky Casopis – Forestry Journal 60: 5–18. DOI: 10.2478/forj-2014-0001
  • Horváth A. & Mátyás Cs. 2016: The decline of vitality caused by increasing drought in a beech provenance trial predicted by juvenile growth. South-east European Forestry 7(1). 21–28. DOI: 10.15177/seefor.16-06
  • Illés G. 2018. A klímaváltozás nyomán bekövetkező fatermésváltozás becslése a kocsánytalan tölgy példáján. Erdészettudományi Közlemények 8(1): 105–118. DOI: 10.17164/EK.2018.007
  • Lambeth C. 1980: Juvenile-mature correlation in Pinaceae and implications for early selection. Forest Science 26(4): 571–580. DOI: 10.1093/forestscience/26.4.571
  • Leites L.P., Rehfeldt G.E., Robinson A.P., Crookston N.L. & Jaquish B.C. 2012: Possibilities and limitations of using historic provenance tests to infer forest species growth responses to climate change. Natural Resources Modeling 25: 409–433. DOI: 10.1111/j.1939-7445.2012.00129.x
  • Mátyás Cs. 1990: Adaptation lag: a general feature of natural populations. Invited lecture. Proc., WFGA IUFRO Symp. Olympia, Wash. Paper no. 2.226, 10 p.
  • Mátyás Cs. 1994: Modelling climate change effects with provenance test data. Tree Physiology 14: 797–804. DOI: 10.1093/treephys/14.7-8-9.797
  • Mátyás Cs. 2015: Az alkalmazkodó erdőművelés támogatása. Az Agrárklíma projekt döntéstámogató rendszere. Erdészeti Lapok 150(4): 102–104. full text
  • Mátyás Cs. 2016: Guidelines for the choice of forest reproductive material in the face of climate change. FORGER Guidelines, Bioversity International, Rome, 2016. DOI: 10.13140/RG.2.1.1329.3207
  • Mátyás Cs. (eds) 2017: A klímaváltozáshoz alkalmazkodó erdőgazdálkodás kihívásai. (Cikksorozat az Erdészeti Lapokban) — I. rész 152(4): 102–106; II. rész 152(5): 134–136; III. rész 152(6): 173–177; IV. rész 152(9): 270–272; V. rész 152(10): 306–310.
  • Mátyás Cs. & Yeatman C.W. 1987: A magassági növekedés adaptív változatosságának vizsgálata P. banksiana populációkban: Investigation of adaptive height growth variation of jack pine (Pinus banksiana Lamb.) populations. Erdészeti és Faipari Egyetem Tudományos Közleményei 1987(1): 191–197.
  • Mátyás Cs. & Yeatman C.W. 1992: Effect of geographical transfer on growth and survival of jack pine (Pinus banksiana Lamb.) populations. Silvae Genetica 41(6): 370-376.
  • Mátyás Cs., Nagy L. & Ujváriné Jármay É. 2007: Klimatikus stressz és a fafajok genetikai válaszreakciója az elterjedés szárazsági határán: elemzés és előrejelzés. In: Mátyás Cs. & Vig P. (eds): Erdő és klíma V. Nyugat-magyarországi Egyetem, Sopron, 241–256.
  • Mátyás Cs., Nagy L. & Újvári-Jármay É. 2010: Genetically set response of trees to climatic change, with special regard to the xeric (retreating) limits. Forstarchiv 81: 130–141.
  • Mátyás Cs. & Sun G. 2014: Forests in a water limited world under climate change. Environmental Research Letters 9: 085001. DOI: 10.1088/1748-9326/9/8/085001
  • Mátyás Cs. & Kramer K. 2016: Az erdei génkészletek szerepe a klímaváltozáshoz alkalmazkodó gazdálkodásban. Erdészettudományi Közlemények 6(1): 7–16. DOI: 10.17164/EK.2016.001
  • Mátyás Cs., Berki I., Bidló A., Csóka Gy., Czimber K., Führer E. et al. 2018: Sustainability of forest cover under climate change on the temperate-continental xeric limits. Forests 9(8): 489. DOI: 10.3390/f9080489
  • Metzger M.J., Bunce R.G.H., Jongman R.H.G., Mücher C.A. & Watkins J.W. 2005: A climatic stratification of the environment of Europe. Global Ecology and Biogeography 14: 549–563. DOI: 10.1111/j.1466-822x.2005.00190.x
  • Namkoong G. 1969: Nonoptimality of local races. Tree Improvement and Genetics – Southern Forest Tree Improvement Conference, Houston, 149–153.
  • Rehfeldt G.E., Leites L.P., Joyce D.G. & Weiskittel A.R. 2017: Role of population genetics in guiding ecological responses to climate. Global Change Biology 24(2): 858–868. DOI: 10.1111/gcb.13883
  • Sáenz-Romero C., Lamy J.B., Ducousso A., Musch B., Ehrenmann F., Delzon S. et al. 2016a: Adaptive and plastic responses of Quercus petraea populations to climate across Europe. Global Change Biology 23(7): 2831–2847. DOI: 10.1111/gcb.13576
  • Sáenz-Romero C., Lindig-Cisneros R.A., Joyce D.G., Beaulieu J., St. Clair J.B. & Jaquish B.C. 2016b: Migración asistida de las poblaciones forestales para la adaptación de árboles ante el cambio climático (Assisted migration of forest populations for adapting trees to climate change). Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente 23(3): 303–323. DOI: 10.5154/r.rchscfa.2014.10.052
  • Sáenz-Romero C., Kóczán-Horváth A., Nagy L., Ujvári-Jármay É., Ducousso A., Kremer A. et al. (): Common garden comparisons confirm inherited sensitivity differences between conifer and broadleaved forest tree species to changing climate. Peer Journal (benyújtva, lektorálás alatt).
  • Ujvári-Jármay É., Nagy L. & Mátyás Cs. 2016: The IUFRO 1964/68 Inventory Provenance Trial of Norway Spruce in Nyírjes, Hungary – results and conclusions of five decades. Acta Silvatica & Lignaria Hungarica 12(special issue): 178. DOI: 10.1515/aslh-2016-0001
  • Open Acces

    For non-commercial purposes, let others distribute and copy the article, and include in a collective work, as long as they cite the author(s) and the journal, and provided they do not alter or modify the article.

    Cite this article as:

    Mátyás, Cs., Kóczán-Horváth, A., Antoine, K. & Cuauhtémoc, S. (2018): Juvenile height growth response of sessile oak populations to simulated climatic change based on provenance test data. Bulletin of Forestry Science, 8(1): 131-148. (in Hungarian) DOI: 10.17164/EK.2018.009

    Volume 8, Issue 1
    Pages: 131-148

    DOI: 10.17164/EK.2018.009

    First published:
    30 May 2018

    Related content

    10

    More articles
    by this authors

    5

    Related content in the Bulletin of Forestry Science*

  • Visiné, R. E., Hofmann, T., Albert, L. & Mátyás, Cs. (2018): Antioxidant system as a potential indicator of the climatic adaptation of beech (Fagus sylvatica L.). Bulletin of Forestry Science, 8(2): 25-35.
  • Berki, I., Móricz, N., Rasztovits, E., Gulyás, K., Garamszegi, B., Horváth, A., Balázs, P. & Lakatos, B. (2018): Mortality and accelerating growth in sessile oak sites. Bulletin of Forestry Science, 8(1): 119-130.
  • Illés, G. (2018): Predicting the climate change induced yield potential changes of sessile oak stands. Bulletin of Forestry Science, 8(1): 105-118.
  • Illés, G. & Fonyó, T. (2016): Assessing the expected impact of climate change on forest yield potential in the AGRAGIS project. Bulletin of Forestry Science, 6(1): 25-34.
  • Mátyás, Cs. & Kramer, K. (2016): Adaptive management of forests and their genetic resources in the face of climate change. Bulletin of Forestry Science, 6(1): 7-16.
  • Berki, I., Rasztovits, E. & Móricz, N. (2014): Health condition assessment of forest stands – a new approach. Bulletin of Forestry Science, 4(2): 149-155.
  • Horváth, A. & Mátyás, Cs. (2014): Estimation of increment decline caused by climate change, based on data of a beech provenance trial. Bulletin of Forestry Science, 4(2): 91-99.
  • Illés, G., Kollár, T., Veperdi, G. & Führer, E. (2014): Forests’ yield and height growth dependence on site conditions in County Zala Hungary. Bulletin of Forestry Science, 4(2): 77-89.
  • Czúcz, B., Gálhidy, L. & Mátyás, Cs. (2013): Present and forecasted distribution of beech and sessile oak at the xeric climatic limits in Central Europe. Bulletin of Forestry Science, 3(1): 39-53.
  • Führer, E., Marosi, Gy., Jagodics, A. & Juhász, I. (2011): A possible effect of climate change in forest management. Bulletin of Forestry Science, 1(1): 17-28.
  • More articles by this authors in the Bulletin of Forestry Science

    * Automatically generated recommendations based on the occurrence of keywords given by authors in the titles and abstracts of other articles. For more detailed search please use the manual search.