Анализ годичных колец объясняет физиологию засухоустойчивости лесов

Новое исследование на основе годичных колец деревьев раскрывает физиологические изменения, происходящие в лесах из-за политики тушения пожаров, которая привела к их загущению и снижению устойчивости к засухе, вредителям и пожарам. Ученые из Университета штата Орегон и Университета штата Юта изучили 2800 гектаров смешанного хвойного леса в центральном Орегоне, где многие сосны желтые (Ponderosa pine) датируются сотнями лет до 1910 года, когда тушение лесных пожаров стало федеральной политикой.

Результаты, опубликованные в Global Change Biology, показывают, что по мере сгущения древостоя на протяжении последнего столетия деревья вынуждены были использовать для фотосинтеза всё больше более тяжелого стабильного изотопа углерода (углерод-13), что указывает на возрастающий стресс от засухи. Исследование также предполагает, что рост уровня CO₂ в атмосфере (на 40% с начала индустриальной эпохи) не может компенсировать негативные последствия повышенной плотности лесов при отсутствии пожаров.

«Мы хотели задокументировать траекторию чувствительности к засухе в ответ на прогрессирующий дефицит пожаров и пороговый уровень плотности древостоя, при котором снижается устойчивость к стрессу от засухи, короедов и пожаров», — пояснил соавтор исследования Кристофер Стилл. До 1910 года частые низкоинтенсивные пожары играли ключевую роль в поддержании лесов в засушливых горных регионах запада США. Политика их подавления привела к структурным изменениям и появлению теневыносливых и огнечувствительных видов.

«Наше исследование показывает на физиологическом уровне, что происходит. Мы думали, что в годичных кольцах будут сигналы, и они есть», — отметил аспирант Эндрю Мершель. Химический состав каждого кольца показывает, могло ли дерево использовать предпочитаемый им более легкий изотоп углерод-12 или было вынуждено использовать относительно больше углерода-13. «Повышенная плотность деревьев, по-видимому, перевешивает преимущества "удобрения" углекислым газом», — заключил Мершель.

Ведущий автор Стивен Фёлькер отметил, что чувствительность лесов к засухе может усугубляться из-за изменения климата, увеличивающего бесснежный сезон. «Без серьезных изменений в политике и управлении, направленных на снижение плотности древостоя, многие леса перейдут порог, делающий их менее устойчивыми», — предупредил он. Будущая работа группы будет расширять анализ изотопов в годичных кольцах на другие регионы запада США для оценки влияния конкуренции на устойчивость лесов.