Как экстремальные засухи ослабляют способность деревьев поглощать углерод

Как экстремальные засухи ослабляют способность деревьев поглощать углерод Сильная засуха способствовала повсеместному повреждению короеда и гибели деревьев в сосновых лесах на западе США. Министерство сельского хозяйства США, CC BY-ND

Внутри деревьев есть загадка, от которой может зависеть судьба прибрежных городов, которым угрожает повышение уровня моря в результате изменения климата. Каждый год леса Земли занимают около одна четверть двуокиси углерода, выделяемой человеком, эффективно замедляя скорость и серьезность глобального потепления. Они запирают большую часть этого углерода в своих стеблях и держат его там веками. Эта услуга, которую они предоставляют человечеству, стоит около 1 триллиона долларов США. каждый год.

Но нет никакой гарантии, что деревья по всему земному шару продолжат делать это в ближайшие десятилетия. Изменение климата - это чрезмерная засуха, массивные лесные пожары и вспышки насекомых, которые замедляют рост деревьев, убивают деревья и выделяют этот углерод обратно в атмосферу.

Таким образом, вопрос на один триллион долларов, на который ученые стремятся ответить, - какова судьба деревьев в изменяющемся климате?

Изучая влияние засухи на деревья, мы с коллегами сосредоточились на одном аспекте этого вопроса, а именно на воздействии засухи на деревья. Наш анализ показывает, что леса не восстанавливаются от экстремальной засухи так быстро, как думали ученые, - что может привести к созданию более совершенных моделей поглощения лесов выбросами углерода.

Чтение истории дерева

В настоящее время мы в значительной степени летим вслепую, когда речь идет о прогнозировании судьбы деревьев. Наши лучшие инструменты прогнозирования - математические модели, основанные на физиологии растений и климате - дико не согласен на будущее лесов.

Некоторые показывают, что деревья продолжают расти как сумасшедшие и поглощают углерод до конца века. В других, однако, засуха, температура и другие нарушения экосистемы сдерживают рост деревьев и убивают много деревьев, и экосистемы начинают терять углерод, быстро ускоряя скорость и серьезность изменения климата. Что еще хуже, эти модели, как правило, не предназначены для точного моделирования воздействие засухи на леса.

Чтобы разгадать часть этой тайны, мы обратились к кольцам деревьев. Большинство деревьев в Северном полушарии выращивают годовые кольца, которые наслоены вокруг ствола, как страницы в книге, в прошлое на протяжении всей жизни этого дерева.

Ученые на протяжении десятилетий знали, что во время засухи деревья растут медленнее. Но мы хотели узнать ответ на простой вопрос: что происходит после засухи? Деревья восстанавливаются и продолжают расти, поглощая этот углерод из атмосферы? Или, может ли ущерб, нанесенный во время засухи, заставить их расти медленнее, даже после того, как засуха закончилась?

Поскольку изменение климата приведет к более частым и более сильным засухам в многие регионы миравосстановление лесов после засухи будет иметь решающее значение для определения того, продолжают ли они поглощать углекислый газ и замедлять глобальное потепление.

Похмелье засухи

Мы использовали онлайновую общедоступную базу данных древесных колец из нескольких тысяч лесных участков по всему миру, большинство измерений проводилось в Северной Америке, Европе и некоторых частях России. Приблизительно на 1,300 лесных участках, которые отвечали нашим критериям, мы провели поиск исторических климатических данных, чтобы определить, когда и где произошли сильные засухи. Затем мы посмотрели на рост выживших деревьев после того, как эти засухи закончились.

То, что мы нашли, было довольно поразительным. В среднем, лесам потребовалось от двух до четырех лет, чтобы восстановить прежние темпы роста после сильной засухи. Этот «наследственный эффект» засухи был наиболее сильным в сухих лесах, таких как юго-запад США и у сосновых пород. Кроме того, виды деревьев, которые подверглись наибольшему риску, то есть те, которые продолжают пить воду с высокой частотой во время засухи, также имели наибольшие последствия для наследия.

Без более подробных исследований отдельных лесов мы не смогли бы точно определить, почему деревья растут медленнее после засухи, но у нас есть несколько признаков.

Самым многообещающим был вывод о том, что виды деревьев, которые рискуют во время засухи, восстанавливаются медленнее всего. Некоторые виды, такие как дрожащее осиновое дерево, продолжают использовать воду и поддерживать фотосинтез во время засухи, но они рискуют повредить свои водные транспортные системы и даже умереть. Эта стратегия, вероятно, выгодна в дождливую погоду или умеренную засуху, помогая им перерасти своих соседей и получить больше света. Но в условиях сильной засухи эта стратегия может иметь неприятные последствия. На самом деле, в наших предыдущих исследованиях осиновых деревьев мы обнаружили много повреждений, вызванных засухой, в древесине, которая сохранялась для десятилетие или около того.

Когда мы посмотрели на текущие математические модели, мы обнаружили, что все эти модели рассматривали засуху как выключатель света. Когда деревья были засушливыми, они росли медленнее. Но когда засуха была смягчена, модели предположили, что переключатель был включен, и они сразу же восстановили свой рост.

Это указывает на то, что в этих моделях, вероятно, отсутствуют несколько ключевых процессов для точного моделирования воздействия засухи на леса. Таким образом, они могут переоценивать, сколько деревьев может помочь замедлить изменение климата.

Гигатоны углерода из атмосферы

Насколько этот эффект имел значение? Мы провели несколько простых расчетов поглощения углерода в полузасушливых лесах с учетом и без последствий последствий засухи. Мы обнаружили, что в течение столетия полузасушливые леса будут накапливать на 1.6 гигатонны углерода меньше из-за последствий засухи, что составляет около 25% Ежегодные выбросы углерода в США, Это, безусловно, очень консервативная оценка того, насколько это важно, потому что учитывается только одно сообщество растений в регионе или биом.

Однако остается много важных вопросов. Во-первых, происходят ли эти последствия засухи в тропических лесах, которые являются одними из самых сильных поглотителей углерода во всех лесах? Многие виды тропических деревьев не имеют последовательных годовых колец, что затрудняет анализ колец деревьев, но в последнее время некоторым исследовательским группам удалось измерить количество колец деревьев в некоторые тропические виды.

Во-вторых, насколько чувствительна смертность деревьев к засухе в разных регионах и экосистемах земного шара? Смертность деревьев оказалась невероятно трудной для изучения, понимания и прогнозирования, и сообщество стремится решить эти вопросы.

В-третьих, как мы можем улучшить наши прогностические модели, чтобы лучше имитировать засуху? В другом исследовании мои коллеги и я пытаемся улучшить эти модели растительности, добавляя механизм ущерба от засухи, который ранит и убивает деревья с помощью рискованных стратегий водопользования.

В конечном итоге, чем раньше и чем настойчивее мы будем заниматься антропогенным изменением климата, тем ниже будут риски для лесов во всем мире.

Наше исследование пролило небольшой луч света на тайны в сердце деревьев, путешествуя назад во времени, чтобы мы могли понять будущее. Но внутри этих величественных организмов остается еще много загадок, которые нам крайне необходимо разгадать.

Об автореБеседа

Андерегг УильямУильям Р.Л. Андерегг - научный сотрудник в Принстонском университете по охране окружающей среды. Его исследования сосредоточены вокруг пересечения экосистем и изменения климата. Я получил докторскую степень с факультета биологии в Стэнфордском университете.

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

climate_books

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

Следуйте за InnerSelf

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeзначок Instagramпиктограммазначок rss

 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

Последние видео

Великая миграция климата началась
Великая миграция климата началась
by Супер Пользователь
Климатический кризис вынуждает тысячи людей по всему миру бежать, поскольку их дома становятся все более непригодными для жилья.
Последний ледниковый период говорит нам, почему мы должны заботиться об изменении температуры на 2 ℃
Последний ледниковый период говорит нам, почему мы должны заботиться об изменении температуры на 2 ℃
by Алан Н. Уильямс и др.
В последнем докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) говорится, что без существенного снижения…
Земля оставалась пригодной для проживания миллиарды лет - насколько нам повезло?
Земля оставалась пригодной для проживания миллиарды лет - насколько нам повезло?
by Тоби Тиррелл
Эволюции потребовалось 3-4 миллиарда лет, чтобы произвести Homo sapiens. Если бы климат хоть раз в этом ...
Как картографирование погоды 12,000 лет назад может помочь предсказать будущее изменение климата
Как картографирование погоды 12,000 лет назад может помочь предсказать будущее изменение климата
by Брайс Ри
Конец последнего ледникового периода, около 12,000 лет назад, характеризовался заключительной холодной фазой, называемой младшим дриасом.
В этом столетии Каспийское море может упасть на 9 метров или более
В этом столетии Каспийское море может упасть на 9 метров или более
by Франк Весселинг и Маттео Латтуада
Представьте, что вы находитесь на берегу и смотрите на море. Перед вами 100 метров бесплодного песка, который выглядит как…
Венера когда-то была больше похожа на Землю, но изменение климата сделало ее непригодной для проживания
Венера когда-то была больше похожа на Землю, но изменение климата сделало ее непригодной для проживания
by Ричард Эрнст
Мы можем многое узнать об изменении климата с Венеры, нашей сестринской планеты. В настоящее время температура поверхности Венеры составляет…
Пять недоверие к климату: ускоренный курс дезинформации о климате
Пять недоверие к климату: ускоренный курс дезинформации о климате
by Джон Кук
Это видео представляет собой ускоренный курс дезинформации о климате, в котором резюмируются ключевые аргументы, используемые для того, чтобы поставить под сомнение реальность ...
Арктика не была такой теплой уже 3 миллиона лет, и это означает большие перемены для планеты
Арктика не была такой теплой уже 3 миллиона лет, и это означает большие перемены для планеты
by Джули Бригам-Гретт и Стив Петч
Ежегодно в середине сентября морской ледяной покров в Северном Ледовитом океане сжимается до минимума. В этом году он составляет всего 1.44…

ПОСЛЕДНИЕ СТАТЬИ

зеленая энергия2 3
Четыре возможности использования зеленого водорода для Среднего Запада
by Кристиан Тэ
Чтобы предотвратить климатический кризис, Среднему Западу, как и остальной части страны, необходимо будет полностью обезуглерожить свою экономику путем…
ug83qrfw
Основное препятствие для реагирования на спрос должно быть устранено
by Джон Мур, На Земле
Если федеральные регулирующие органы поступят правильно, потребители электроэнергии на Среднем Западе вскоре смогут зарабатывать деньги, в то время как…
деревья для посадки для климата2
Посадите эти деревья, чтобы улучшить жизнь в городе
by Майк Уильямс-Райс
Новое исследование утверждает, что живые дубы и американские платаны чемпионы среди 17 «супер-деревьев», которые помогут сделать города…
дно северного моря
Почему мы должны понимать геологию морского дна, чтобы справляться с ветрами
by Наташа Барлоу, доцент кафедры четвертичных экологических изменений, Университет Лидса
Для любой страны, имеющей легкий доступ к мелководному и ветреному Северному морю, морской ветер будет ключом к встрече с сетью ...
3 урока лесных пожаров для лесных городов, когда Дикси Файер разрушает исторический Гринвилл, Калифорния
3 урока лесных пожаров для лесных городов, когда Дикси Файер разрушает исторический Гринвилл, Калифорния
by Барт Джонсон, профессор ландшафтной архитектуры, Орегонский университет
Пожар, пылающий в жарком, сухом горном лесу, прокатился по городу Золотой лихорадки в Гринвилле, штат Калифорния, 4 августа…
Китай может достичь целей в области энергетики и климата, ограничив угольную мощь
Китай может достичь целей в области энергетики и климата, ограничив угольную мощь
by Элвин Лин
На апрельском саммите лидера по климату Си Цзиньпин пообещал, что Китай будет «строго контролировать угольную энергетику ...
Голубая вода в окружении мертвой белой травы
Карта отслеживает 30 лет сильного таяния снегов в США
by Микайла Мейс-Аризона
Новая карта экстремальных снеготаяний за последние 30 лет проясняет процессы, которые вызывают быстрое таяние.
Самолет сбрасывает красный огнезащитный состав на лесной пожар, когда пожарные, припаркованные вдоль дороги, смотрят в оранжевое небо.
Модель предсказывает 10-летнюю вспышку лесных пожаров, а затем постепенное снижение
by Ханна Хики-Ю. Вашингтон
Взгляд на долгосрочное будущее лесных пожаров предсказывает начальную примерно десятилетнюю вспышку лесных пожаров,…

 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

Новое отношение - новые возможности

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholistPolitics.com | Рынок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Публикации. Все права защищены.