Järvselja kandis seenel või marjul käies võib sattuda tavatusse paika, kus kõrgete puude vahel seisab ühtäkki tellingutest torn. Sealsamas on jooksmas juhtmed nii metsakõdusse kui ka latvade suunas ning puude küljes ilutseb hõbepaberisse mähitud kummalisi asjandusi. Vaatepilt on ühtlasi ootamatu ja nõutuks tegev – kas läheneda ebamaisele konstruktsioonile või hoiduda ohutusse kaugusesse? Peagi saab uudishimu võitu ja tornile läheneb seeneline, nuga käes.

Loodetavasti ei hakka ta siirast teadasaamise himust juhtmeid ega puuoksi lõikama, vaid taipab peagi, et tegemist on teadlaste tegevusjälgedega. Kes muu kui nemad veavad terastellinguid oma seljas metsa ning klopsivad neid suure haamriga senikaua, kuni võrade kohalt silmapiir paistma hakkab? Mõttekäik ei ole ekslik – torni on metsa ehitanud ökofüsioloogid. See seltskond teeb tornide ja keeruka teadusaparatuuri abil vaatlusi ja mõõtmisi puude võrades ja lehestikus. Eeskätt huvitab neid fotosünteesi, hingamise, veekasutuse ja mineraalse toitumisega seonduv. Silmatorkavad hõbedased fooliumkatted okste ümber kaitsevad tundlikke mõõteriistu päikesekiirguse ja muude ilmastikunähtuste otsese mõju eest.

Taimede ökofüsioloogiale kui teadusharule on iseloomulik uurida taimi välitingimustes, otsides vastust ökoloogia küsimustele (kuidas taimed on kohastunud ja kohanevad oma elukeskkonnaga?) füsioloogia meetodite abil (mõõdetakse elusa taime sees toimuvat). Tuleb rõhutada, et ökofüsioloogia uurib huvipakkuvat nähtust eelkõige taimes kui tervikorganismis. Ühes või teises taimekoes toimuva üksikasjalik analüüs kuulub seevastu pigem taimefüsioloogia valdkonda. Taimefüsioloogid teevad oma katseid eeskätt väikeste taimedega ja laboritingimustes, samas kui ökofüsioloogid tegelevad peaasjalikult puudega. Kuid eks see teadusharude jaotus ole pigem lahterdamise küsimus kui tõde iseeneses.

Välikatsete eelised. Et puude elutsükkel on pikk ja mõõtmed sageli väga suured, siis on neid laboris kasvatada keerukas (erandiks on küll noored istikud ja bonsaid). See ongi üks põhjus, miks puittaimi uuritakse peaaegu eranditult nende loomulikus elupaigas, näiteks metsas. Samuti peegeldavad välikatsed olukordi ja sündmusi, mis looduses tegelikult aset leiavad – olgu see siis kahenädalane vihmasadu, pilvitu päev, üksik öine tuuleiil või lihtsalt kastene hommik. Nii kummaline kui see ka ei tundu, kõik need ilmastikunähtused avaldavad taimede elutegevusele märksa suuremat mõju, kui esmapilgul arvata oskame.

Laborikatsete eelised. Vastuolulisel moel on välikatse viimati mainitud väärtuslik tahk ka üks selle peamisi nõrkusi. Nimelt on looduslikust keskkonnast lähtuvad signaalid väga mitmekesised ja muutlikud. Taim aga vastab ühtaegu kõigile signaalidele või nende koosmõjule. Nii on põhjuslikke seoseid – milline signaal põhjustas ühe või teise muutuse taime talitluses – vahel äraütlemata keeruline leida. Just seetõttu tehaksegi palju katseid laboris, kus taime kasvuolusid saab paremini kontrollida ja nõnda eristada üksikute keskkonnaomaduse ehk keskkonnategurite mõju talle.

Vabaõhulabor. Vabaõhulabor on võimalus ühendada nii väli- kui ka laborikatsete eelised ja hoiduda kummagi puudustest. Looduses lageda taeva all on ruumi töötada suurte puude või koguni ökosüsteemidega ja seda küllaltki loomutruudes oludes. Mitmesugused tehnilised lahendused aga võimaldavad huvipakkuvaid keskkonnatingimusi muuta oma äranägemist mööda.

Ökofüsioloogide vabaõhulaboreid tegutseb mitmel pool üle maailma. Sageli on kogu vabaõhulabor ehitatud selleks, et uurida vaid üheainsa või mõne peamise keskkonnateguri (õhu koostis, temperatuur, mulla niiskus) mõju taimedele. Viimasel ajal on vabaõhulaborites enim uuritud süsihappegaasiga rikastatud õhu mõju puude ja metsade kasvule, talitlusele ning struktuurile. Säärased katsed on tuntud koondnimetuse FACE all (free air carbondioxide enrichment; vt. http://aspenface.mtu.edu/). Teatavasti on CO2 hulk atmosfääris fossiilsete kütuste põletamise tagajärjel jõudsalt kasvanud ja taimed selles protsessis tähtsad osalised, eemaldades süsihappegaasi õhust fotosünteesi käigus. Teave selle kohta, kuidas taimed selle kasvuhoonegaasi kontsentratsiooni suurenedes käituvad, võimaldab ennustada tuleviku metsade talitlust ja produktsiooni ning koguni kliimamuutusi.

Vabaõhulaborit rajades ehitatakse kõigepealt juurdepääsud uurimisalale ning side- ja elektrivõrgud, seejärel istutatakse uuritavad puud ja muu taimestik ning viimaks rajatakse tehnilised lahendused katsete tarbeks. Näiteks katselappide ümber ringikujuliselt paigutatud torustik, mis puhub puude poole süsihappegaasi või osooniga rikastatud õhku. Sedamööda, kuidas puud katseringides suuremaks sirguvad, saab ka torusid kõrgemaks ehitada. Õhu koostist muutvad katsed on paraku üsnagi kulukad. Raha ei neela mitte ainult seadmemahukas infrastruktuur, vaid ka iga päev kuluv suur hulk gaasi ja energiat. Kulud korvab aga see, et hästi toimivas vabaõhulaboris saavad väärtuslikku teadustööd teha paljud uurimisrühmad mitmelt poolt maailmast. Nii võib see kokkuvõttes olla siiski küllalt tulus ettevõte.

Tartu ülikooli uus vabaõhulabor Järvseljal. Alates 2006. aasta kevadest on Tartu ülikooli alus- ja rakendusökoloogia tippkeskus rajanud vabaõhulaborit Järvselja õppe- ja katsemetskonda Rõkale. Seal hakatakse tehislikult muutma metsaökosüsteemi õhu niiskusesisaldust ja sedakaudu uurima niiskuse mõju puistule, aga ka alustaimestikule ja mullaelustikule. Katset võiks rahvusvaheliselt kutsuda koondnimetusega FAHM (free air humidity manipulation; vt. labori veebilehte: http://www.lote.ut.ee/FAHM/). Hoolimata sellest, et veeaur on sootuks olulisem kasvuhoonegaas kui CO2, on meie ettevõte maailmas ainulaadne, pole teada, et puistu ja ökosüsteemi tasemel oleks sääraseid katseid varem tehtud. Tehniline lahendus sarnaneb süsihappegaasikatsete omaga, ent hinnaliste gaaside asemel puhutakse katseringidesse lihtsalt ümbritsevast niiskemat või kuivemat õhku. Vabaõhulabori infrastruktuur on nüüdseks valmis, katsega kavatseme pihta hakata juba saabuval suvel.