Леса занимают 25 до 30 процентов антропогенных выбросов углекислого газа - сильный парниковый газ - и поэтому, как считается, играют решающую роль в смягчении скорости и масштабов изменения климата.

Однако новое исследование, в котором сочетаются прогнозы будущих климатических моделей; исторические древесные записи по всему континенту Северной Америки; и как темпы роста деревьев могут реагировать на более высокую концентрацию углекислого газа в атмосфере, показывает, что эффект смягчения лесов, вероятно, будет намного меньше в будущем, чем предполагалось ранее.

Опубликовано в журнале Экология Письма, исследование впервые выявило возможное влияние изменения климата на темпы роста деревьев по всей Северной Америке - другими словами, как их рост меняется с течением времени и в ответ на смещение условий окружающей среды.

Результат: подробные карты прогнозов для всего североамериканского континента, которые показывают, как изменение климата будет зависеть от изменения климата.

Исследователи комбинировали климатические прогнозы для Северной Америки, разработанные Международной группой по изменению климата, с историческими записями на древесных кольцах на основе образцов, охватывающих период 1900 до 1950 на участках отбора проб 1,457 по всему континенту.

Как будут реагировать леса?

«Затем мы рассмотрели, как рост этих деревьев исторически изменился в разных прошлых климатах и ​​использовал их для прогнозирования того, как они будут расти в будущем на всем континенте на всем пути от Мексики до Аляски», - говорит первый автор Ноа Чарни, постдокторское исследование ассоциируется в отделе экологии и эволюционной биологии в Университете Аризоны.

«Исследование является беспрецедентным и новым в использовании больших биологических данных», - говорит соавтор Брайан Энквист, профессор кафедры экологии и эволюционной биологии, и сотрудник Центра экологических исследований в Аспене в Аспене, штат Колорадо. «Мы использовали сеть из более чем 2 миллионов наблюдений за деревьями, охватывающих Северную Америку. Кольца деревьев дают отчет о том, как деревья, которые растут в разных климатах, реагируют на изменения температуры и количества осадков ».

Полученные результаты ставят под сомнение предыдущие выводы о том, как леса будут реагировать на более теплые средние температуры, увеличивать выбросы парниковых газов и менять модели осадков.

Команда была поражена, чтобы не найти доказательств для процесса абсорбции парниковых газов, называемого бореальным озеленением в их симуляциях. Бореальное озеленение относится к предположению, что деревья в высоких широтах, где более холодные температуры ограничивают рост, должны извлекать выгоду из более высоких температур и более высоких концентраций углекислого газа в атмосфере и, как результат, «зеленого» под воздействием изменения климата. В свою очередь, эти процветающие бореальные леса должны быть способны вымывать больше углекислого газа из атмосферы, так что идея, смягчающая изменение климата.

«До сих пор не было хорошего способа принять во внимание, как деревья реагируют на изменение климата в новых климатических условиях», - говорит старший автор Маргарет Эванс, ассистент профессора исследования в Лаборатории исследований деревьев (LTRR) и экологии и отдел эволюционной биологии. «Наше исследование обеспечивает эту перспективу. Мы видим, что по мере того, как деревья подталкиваются под воздействием изменения климата, их реакция меняется ».

«Многие предыдущие исследования климатического моделирования учитывали бореальные леса, чтобы спасти нас от климатической катастрофы, компенсируя наши выбросы, но мы не видим никакого озеленения в наших результатах», - говорит Валери Труэт, доцент LTRR. «Вместо этого мы видим поджаривание. Положительное влияние, которое, как полагают, оказывают более теплые температуры на бореальные леса, мы этого не видим ».

Самые резкие изменения в прогнозируемых темпах роста лесов были обнаружены во внутренних районах Северо-Американского континента, и до 75 процентов медленный рост прогнозируется для деревьев на юго-западе США, вдоль Скалистых гор, через внутреннюю Канаду и Аляску. Рост роста наблюдался только вдоль некоторых прибрежных районов, в основном на северо-западе Тихого океана, в северо-восточном Квебеке и приморских провинциях, а также на коньках Флориды.

Некоторые из прогнозов, возникающих в результате моделирования, уже происходят.

Обходной цикл обратной связи

«Например, на Аляске, где прогнозируется, что деревья будут реагировать положительно на нагревающие температуры под бореальным озеленением, мы видим, что вместо этого деревья вместо этого реагируют отрицательно», - говорит Эванс. «Деревья в очень высоких широтах ограничены холодными температурами, поэтому да, в более теплые годы они растут больше, но есть переломный момент, и как только они пройдут мимо, более теплый климат станет плохой, а не хорошей».

Климат потепления уже быстро подталкивает многие леса к этому переломному моменту, что может быть достигнуто уже в 2050, как предупреждает исследование. В дополнение к быстрому воздействию температур, которые они не испытывали в их жизни, и которые не были подготовлены к эволюции, препятствуя их росту, деревья становятся еще более уязвимыми к добавленным стрессам.

«Здесь происходит критический и потенциально опасный цикл обратной связи», - говорит Чарни. «Когда темпы роста деревьев замедляются в ответ на экологические стрессоры, такие как холод или засуха, они могут обойтись в течение нескольких лет, но со временем они истощают свои ресурсы и гораздо более подвержены дополнительным стрессовым факторам, таким как повреждение огнем или большой засухой или вспышками насекомых. Год за годом медленного роста означает, что леса становятся все менее устойчивыми ».

В результате лес может быстро превратиться из климатического актива в производителя углерода.

«Это похоже на то, что термостат испортился», - говорит Эванс. «Леса действуют как углеродистая раковина, вызывая выброс углекислого газа из атмосферы, но чем больше прогревается климат, тем медленнее растут деревья, тем меньше углерода они всасываются, тем быстрее меняется климат».

«Результаты также подчеркивают потенциальную важность локально адаптированных стратегий управления лесами, чтобы помочь смягчить снижение роста лесов, предсказанное нашими анализами», - говорит Чарни.

Последствия потенциально могут применяться во всем мире. Хотя их модели не включали данные из-за пределов североамериканского континента, «представляется весьма вероятным, что выводы, сделанные в этом исследовании, также применяются в евразийском лесу», - говорит Эванс. «Бореальные леса в Евразии более обширны и даже более важны, чем те, что есть в континентальной Северной Америке».

Исследователи из Швейцарского федерального научно-исследовательского института, Польской академии наук Государственного университета Монтана, колледжа Брин-Маура и Швейцарского федерального научно-исследовательского института являются соавторами исследования. Аспенский центр экологических исследований и Колледж наук UA предоставили финансирование.

Источник: Университет штата Аризона

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon