Исследователи изучают влияние повторяющихся засух на различные виды лесов.

Наряду с волнами тепла и сильными лесными пожарами, засуха является эндемическим явлением для американского Запада, . Но ученые только начинают понимать, что последствия нескольких повторяющихся друг за другом засух влияют на леса иначе, чем одна засуха.

Лесной эколог Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Анна Тругман вместе со своими коллегами из Университета штата Юта, Стэнфордского университета и Лесной службы США исследовали влияние повторяющихся экстремальных засух на различные типы лесов по всему миру. Они обнаружили, что ряд факторов может повышать или понижать устойчивость леса к последующим засухам. Однако в исследовании, опубликованном в журнале Nature Climate Change , сделан вывод о том, что последовательные засухи, как правило, наносят все больший ущерб лесам, даже если каждая засуха была не более сильной, чем первоначальная.

Засуха обычно делает отдельные деревья более уязвимыми для последующих засух. «Обострение экстремальных явлений может быть действительно тяжелым для лесов и деревьев», — сказала Тругман, доцент кафедры географии. Она сравнивает этот опыт с человеком, который борется с болезнью: вы будете переносить болезнь тяжелее, если ещё на выздоровев окончательно, снова заболеете.

Тем не менее, всё не так однозначно. «Теоретически реакция на последующие засухи может быть весьма разнообразной в зависимости от широкого спектра факторов на уровне деревьев и экосистем», — сказал ведущий автор Уильям Андерегг, доцент Университета Юты. Хотя засуха может подвергнуть дерево значительному стрессу, она также может убить некоторых из его соседей, в результате чего в случае возвращения засуши, конкуренция за воды среди выживших деревьев будет меньше.

Тругман и ее коллеги использовали различные источники данных, чтобы исследовать этот эффект в широком масштабе. Данные годичных колец за более чем 100 лет позволили им увидеть, как деревья, пережившие первоначальную засуху и росли впоследствии. Данные US Forest Inventory and Analysis предоставили им доступ к показателям смертности деревьев для более чем 100 000 лесных участков с 2000 по 2018 год. Они объединили эти источники со спутниковыми измерениями содержания воды в пологе лесныхтучастков.

Выявлены две четкие тенденции. «Мы обнаружили, что в целом деревья, особенно хвойные, становятся более уязвимыми для стресса после многократных засух», — сказал Андерегг.

Второе открытие, по мнению исследователей, сводится к основам физиологии. Хвойные деревья и их родственники имеют сосудистую систему, отличную от широколиственных или «покрытосеменных» деревьев. В результате они могут понести больший ущерб при начальной засухе и оказаться в невыгодном положении по сравнению с покрытосеменными в последующие периоды стресса от засухи. Данные годичных колец подтверждают это, показывая, что хвойные деревья, пережившие засуху, росли намного медленнее, особенно если наступила новая засуха.

«Напротив, покрытосеменные имеют гораздо более гибкую анатомию и физиологию, и это, кажется, помогает им быстрее и полнее восстанавливаться после первоначальной засухи», — сказал Андерегг.

Андерегг был особенно удивлен последствиями повторяющейся засухи для тропических лесов Амазонки. «Мы склонны думать, что эти леса не сильно пострадали от засухи и из-за большого разнообразия деревьев способны быстро восстанавливаться», — сказал он. «Но наши результаты показывают, что Амазонка сильно пострадала от трех очень сильных засух за последние 15 лет».

Леса — это сложные системы, и их реакция на экстремальные явления в конечном итоге определяется множеством факторов. «Что касается ущерба, вы должны думать об этом не только на индивидуальном уровне, но и на уровне леса», — сказал Тругман. Таким образом, хотя им потребуется время, чтобы оправиться от сильной засухи, выжившие деревья столкнутся с меньшей конкуренцией за водные ресурсы, чем раньше. Это может улучшить их положение, если засуха вернется в этот район.

Более того, естественный отбор заставит лес в целом перейти к более устойчивым особям или даже к более устойчивым к засухе видам в целом. Повторяющиеся засухи также влияют на лесных вредителей и патогенов, и их реакция на эти условия также влияет на поведение лесов.

Ученые все еще работают над тем, чтобы выявить условия, при которых каждый из этих факторов имеет преобладающее влияние. «Это [исследование] дает большую мотивацию, — сказал Тругман, — но я думаю, что следующим неотложным шагом будет изучение основных механизмов на физиологическом и экологическом уровнях».

Исследователи могут использовать эти идеи для улучшения компьютерных моделей и делать более точные прогнозы о будущем лесов в условиях меняющегося климата. «Изменение климата приведет к более частым засухам, — сказал Андерегг, — поэтому мы должны понимать и иметь возможность прогнозировать, как леса отреагируют на многократные засухи.

«Эти результаты особенно важны для западной части США, — добавил он, — где за последние 20 лет у нас был ряд сильных засух.

Харрисон Тасофф, Калифорнийский университет в Санта-Барбаре
phys.org, 13.10.2020

Похожие записи

Добавить комментарий