Przyszłość lasów w ociepleniu, osuszeniu amerykańskiego Zachodu

W epoce nowożytnej lasy odgrywają kluczową rolę w sekwestracji emisji dwutlenku węgla i są matematycznie uwzględniane w kompensacjach dwutlenku węgla, które są redukcjami emisji dwutlenku węgla, które kompensują emisje wytwarzane gdzie indziej, takie jak transport i wytwarzanie energii.

„Szczególnie istotne w ekosystemach lądowych, a w szczególności w lasach, jest to, że pochłaniają one około 30% emisji antropogenicznych rocznie. Są to ogromne zasoby, jeśli chodzi o łagodzenie zmian klimatu” – powiedziała Anna Trugman, badaczka w Instytucie Badań ziemi i profesor na Wydziale Geografii UC Santa Barbara.

Jednak pożary, inwazje owadów i inne poważne zakłócenia rzuciły światło na ważną kwestię, z którą borykają się lasy —szczególnie na zachodzie Ameryki—: masowe wymieranie, które może nawet zabić lasy, uwalnianie zmagazynowanego węgla z powrotem do atmosfery, przekształcanie lasów w same emitery i napędzanie pozytywnego sprzężenia zwrotnego.

Jest to problem niestety bardzo znany Kalifornijczykom: katastrofalne pożary. Sezon pożarowy w Kalifornii 2020 spalił największą powierzchnię w historii w jednym sezonie we współczesnej historii, prawie 4,5 miliona akrów, przyćmiewając Sezon pożarowy w Kalifornii 2018, który wynosił nieco poniżej 2 milionów akrów.

„Jeśli chcemy wykorzystać lasy jako część portfolio strategii łagodzenia klimatu, naprawdę należy dokładnie rozważyć, w jaki sposób różne zakłócenia, które same w sobie są związane ze zmianami klimatu i mogą zwiększać częstotliwość, mogą zaszkodzić integralności tych leśnych pochłaniaczy dwutlenku węgla”, powiedział Trugman.

Biorąc pod uwagę obecne i przewidywane przyszłe skutki zmian klimatu, które osuszały krajobrazy przez suszę i upały, naukowcy próbują sformułować metodę skutecznego przewidywania, w jaki sposób gatunki drzew na zachodzie mogą prawdopodobnie reagować na główne czynniki stresogenne przyszłości.

„Widzimy dowody na poważne rzeczy, takie jak śmiertelność spowodowana suszą i oczywiście te naprawdę powszechne pożary, które mają duży potencjał powodowania katastrofalnych zmian w składzie gatunkowym”, powiedział Trugman.

Próbując lepiej zrozumieć, w jaki sposób zmiany klimatu wpłyną na przyszłe ekosystemy leśne, Trugman wraz ze współpracownikami z University of Utah badała, czy można przewidzieć wymieranie lasów poprzez modelowanie stresu wodnego powodowanego przez układ hydrauliczny drzew, mechanizm transportu wody w pniu drzewa, który składa się z tkanek znanych jako ksylem.

„Woda przemieszcza się wzdłuż potencjalnych gradientów wody z gleby, przez roślinę i ostatecznie pojawia się w atmosferze. Trzeba mieć [a] więcej ujemnego potencjału wody [gradient], aby wyciągnąć tę wodę z gleby”, powiedział Trugman.

Jednak gdy w środowisku brakuje wody, gradient potencjału wody w drzewie staje się coraz bardziej ujemny, aby zrekompensować i utrzymać niezbędny ruch wody w górę przez drzewo.

Ponieważ gradient ten staje się coraz bardziej negatywny, drzewa stają się coraz bardziej zestresowane, a nawet mogą ponosić długotrwałe uszkodzenia lub śmierć. Różne drzewa mają różne zdolności, które mogą wykorzystać do radzenia sobie ze stresem i kontynuowania fotosyntezy nawet w przypadku silnej suszy, ale nawet najbardziej odporne drzewa mają punkt krytyczny.

Naukowcy wykorzystali zbiór danych o Inwentaryzacji Lasów, sieć ponad 160 000 pojedynczych gatunków zalesionych działek, w dużej mierze skoncentrowanych w zachodnich Stanach Zjednoczonych i mierzonych w stałych odstępach czasu od 2000 roku do dnia dzisiejszego. Trugman i jej współpracownicy odwołali się do zapisów śmiertelności drzew i porównali je do własnego modelowania.

„Połączyliśmy to z modelem prognostycznym, który przewiduje stres wody w roślinach, a w szczególności może przewidzieć, kiedy rośliny są tak zestresowane, że powinny umrzeć w oparciu o klimat wejściowy w tych różnych miejscach”, powiedział Trugman.

„Model ten reprezentuje nasze najlepsze zrozumienie mechanizmów powodujących śmiertelność drzew poprzez stres wodny.”

Jednak naukowcy zaobserwowali, że chociaż model był w stanie dokonać dokładnych prognoz w kontrolowanych eksperymentach w poprzednich badaniach, był on w rzeczywistości mniej skuteczny w przewidywaniu śmiertelności w skali krajobrazu za pomocą zestawu danych.

„Odkryliśmy, że fizjologia jest bardzo ważna w zrozumieniu śmiertelności lasów, ale nadal brakuje nam kluczowych mechanizmów umożliwiających przewidywanie jej w dużych skalach przestrzennych”, powiedział Trugman.

„[Coś], czego nie wzięto pod uwagę w tym badaniu, to to, że możesz mieć również wiele współwystępujących szkodników lub patogenów-co było całkowicie nieobecne w naszym modelu.”

Mogą one prowadzić do śmiertelności, wzmacniając stres w niektórych drzewach, a nawet zabijając mniej zestresowane drzewa, które zwykle mogą nie stawić czoła zagrożeniom dla ich dalszego przetrwania w przypadku braku szkodników.

„To prawdopodobnie wyjaśnia, dlaczego mamy tak wiele problemów ze skalowaniem tego fizjologicznego zrozumienia z bardzo kontrolowanego środowiska do tej większej skali”, powiedział Trugman.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.