Деревья забирают углерод из атмосферы и хранят его до тех пор, пока не погибнут. Альсамуа / Shutterstock

По мере того как мир нагревается, а атмосфера становится все более удобренной углекислым газом, деревья растут все быстрее. Но они также умирают моложе - и в целом леса мира могут терять способность накапливать углерод. Это ключевой вывод нашего нового исследования, опубликованного в журнале. Природа связи.

В мире без людей леса существовали бы в равновесии, забирая из атмосферы примерно столько же углерода, сколько теряют. Однако люди нарушили это равновесие, сжигая ископаемое топливо. В результате атмосферный CO? уровни увеличились, что привело к повышению температуры и усилению роста растений. Эти изменения стимулировали рост деревьев на протяжении последних десятилетий, даже в неповрежденных, «Старовозрастные» леса которые не испытали недавних человеческих волнений. Это, в свою очередь, позволило лесам поглощать больше углерода, чем выделять, что привело к большому чистому накоплению - так называемому «поглотителю углерода».

Ученые-землеведы, такие как мы, часто задаются вопросом, как долго леса могут оставаться поглотителем воды. Дополнительный CO? принесет пользу деревьям повсюду, а повышение температуры поможет им расти в более холодных регионах. Таким образом, можно ожидать, что леса будут продолжать поглощать большую часть наших выбросов углекислого газа – и это именно то, что большинство модели земной системы предсказать.

Мертвые деревья, подобные этому в Перу, при гниении выделяют углерод обратно в атмосферу. Роэль Бриенен, Автор условии

Однако возможные изменения в продолжительности жизни деревьев могут помешать работе. Несколько лет назад во время учебы старовозрастные леса Амазонкимы отметили, что за первоначальным увеличением роста последовало увеличение смертности деревьев. Мы предположили, что это могло быть связано с более быстрым ростом, сокращающим продолжительность жизни деревьев. Если это правда, это означает, что прогнозы о том, что поглотитель углерода будет продолжаться, возможно, были чрезмерно оптимистичными, поскольку они не принимали во внимание компромиссы между ростом и долголетием. Наши новые результаты подтверждают эту гипотезу.

Чтобы изучить взаимосвязь между ростом деревьев и долголетием, мы использовали записи годичных колец. Ширина каждого кольца говорит нам, насколько быстро росло дерево, а счет колец дает информацию о возрасте и позволяет нам оценить его максимальную продолжительность жизни. Мы проанализировали более 210,000 80 отдельных записей годичных колец, принадлежащих более чем XNUMX различным видам со всего мира. Это крупное предприятие стало возможным благодаря десятилетиям работы дендрохронологов (специалистов по кольцам деревьев) со всего мира, которые сделали свои данные общедоступными.

Заяц и черепаха

Наш анализ показывает, что деревья, которые быстро растут, умирают молодыми. Давно известно, что более быстрорастущие виды живут короче. Например, бальзовое дерево быстро вырастает до 20 метров и более, но проживет всего несколько десятилетий, в то время как некоторые сосны из щетины росли медленно и устойчиво почти 5,000 лет.

Мы обнаружили, что это верно не только при сравнении разных видов, но и в пределах деревьев одного вида. Было неожиданно обнаружить, что этот компромисс встречается практически со всеми типами деревьев и экосистем, от тропических лесов с закрытым пологом до выносливых деревьев, храбрых в арктических регионах. Можно ожидать, что медленнорастущий бук проживет на несколько десятилетий дольше, чем его быстрорастущие сородичи. Это очень похоже на историю о зайце и черепахе: медленно, но стабильно растущие деревья живут дольше всех.

Чтобы изучить последствия этого, мы сравнили, сколько углерода будет накоплено в двух моделях моделирования деревьев. Одно моделирование включало компромисс «быстро растут, умирают молодые», а другое - модель, в которой деревья живут одинаково долго, независимо от скорости их роста. Мы обнаружили, что деревья растут быстрее и умирают в более молодом возрасте, что изначально привело к увеличению общего уровня биомассы, но через несколько десятилетий это также увеличило смертность деревьев.

Следовательно, со временем лес снова начинает терять биомассу и возвращается к тому же уровню, что и в начале, но с более быстрыми темпами роста и более короткоживущими деревьями. Наши модели показывают, что более быстрый рост приводит к более быстрой гибели деревьев без реального долгосрочного увеличения накопления углерода. Некоторые исследователи предсказывали это давно, и наши результаты подтверждают их прогноз.

Эти прогнозы модели согласуются не только с наблюдаемыми изменениями в динамика лесов в Амазонке но также с недавним исследованием, сообщающим о увеличение гибели деревьев по всему миру.

Почему рок-звезды умирают молодыми?

Возникает интригующий вопрос, почему быстрорастущие деревья, «рок-звезды» леса, живут намного короче. У нас пока нет окончательного ответа, но мы рассмотрели некоторые потенциальные механизмы. Например, может случиться так, что более высокие температуры и другие изменения окружающей среды, которые стимулируют более быстрый рост, также сокращают продолжительность жизни деревьев. Однако мы обнаруживаем, что сокращение продолжительности жизни является результатом самого быстрого роста.

Одна простая гипотеза состоит в том, что деревья умирают, как только достигают определенного максимального потенциального размера, и чем быстрее дерево достигает этого размера, тем моложе оно умирает. Другие возможные объяснения заключаются в том, что быстрорастущие деревья просто производят более дешевую древесину (с точки зрения затрат энергии) и тратят меньше ресурсов на борьбу с болезнями и атаками насекомых или более уязвимы к засухе. Какова бы ни была причина, этот механизм должен быть встроен в научные модели, если мы хотим сделать реалистичные прогнозы будущего поглощения углерода и, следовательно, количества CO? будет в атмосфере.

Об авторах

Роэл Бриенен, научный сотрудник НКРЭ, Университет Лидса и Эмануэль Глор, профессор биогеохимических циклов, Университет Лидса

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

Жизнь после углерода: следующая глобальная трансформация городов

by PЭт Пластрик, Джон Кливленд
Будущее наших городов не такое, как раньше. Модель современного города, которая получила широкое распространение в двадцатом веке, изжила себя. Он не может решить проблемы, которые он помог создать, особенно глобальное потепление. К счастью, в городах появляется новая модель развития городов, которая активно занимается реалиями изменения климата. Он трансформирует способы, которыми города проектируют и используют физическое пространство, генерируют экономическое богатство, потребляют и распоряжаются ресурсами, эксплуатируют и поддерживают природные экосистемы и готовятся к будущему. Доступно на Amazon

Шестое вымирание: неестественная история

Элизабет Колберт
За последние полмиллиарда лет произошло пять массовых вымираний, когда разнообразие жизни на земле внезапно и резко сократилось. Ученые всего мира в настоящее время отслеживают шестое вымирание, которое, согласно прогнозам, является самым разрушительным событием исчезновения со времени удара астероида, уничтожившего динозавров. На этот раз катаклизм - это мы. В прозе, которая одновременно откровенна, интересна и глубоко информирована, Житель Нью-Йорка писательница Элизабет Колберт рассказывает нам, почему и как люди изменили жизнь на планете так, как ни один вид не имел раньше. Переплетая исследования в полдюжине дисциплин, описания увлекательных видов, которые уже были утеряны, и историю вымирания как концепцию, Кольберт предоставляет движущий и всеобъемлющий отчет об исчезновениях, происходящих на наших глазах. Она показывает, что шестое вымирание, вероятно, будет самым длительным наследием человечества, заставляя нас переосмыслить фундаментальный вопрос о том, что значит быть человеком. Доступно на Amazon

Климатические войны: борьба за выживание в условиях перегрева мира

Гвинн Дайер
Волны климата беженцев. Десятки несостоявшихся государств. Тотальная война. От одного из величайших геополитических аналитиков мира исходит ужасающий взгляд на стратегические реалии ближайшего будущего, когда изменение климата подталкивает мировые державы к сквозной политике выживания. Пресный и непоколебимый, Климатические войны будет одной из самых важных книг в ближайшие годы. Прочитайте это и узнайте, к чему мы идем. Доступно на Amazon

От издателя:
Покупки на Amazon идут, чтобы покрыть стоимость привлечения вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, и ClimateImpactNews.com бесплатно и без рекламодателей, которые отслеживают ваши привычки просмотра. Даже если вы нажмете на ссылку, но не купите эти выбранные продукты, все остальное, что вы купите в этом же посещении Amazon, платит нам небольшую комиссию. Никаких дополнительных затрат для вас нет, поэтому, пожалуйста, внесите свой вклад. Вы также можете воспользоваться этой ссылкой использовать в Amazon в любое время, чтобы вы могли помочь поддержать наши усилия.