Исследование горных лесов показывает уязвимость к изменению климата

Новое исследование под руководством Университета Колорадо в Боулдере, связывающее "зеленость" лесов на западе США с колебаниями ежегодного снежного покрова, показывает, что средневысотные горные экосистемы наиболее чувствительны к повышению температуры и изменениям в осадках и таянии снега.

Используя спутниковые снимки и наземные измерения, исследователи под руководством Эрнесто Трухильо и доцента Ноя Молотча определили порог, на котором средневысотные леса, зависящие в первую очередь от влаги, сменяются высокогорными лесами, зависящими от солнечного света и температуры. Выявление этой "точки перелома" важно, так как именно в средневысотных лесах (на высотах примерно от 2000 до 2400 метров) на западе США живут и отдыхают многие люди, и именно эти леса связаны с учащающимися лесными пожарами, вспышками размножения короедов и увеличением гибели деревьев.

"Наши результаты предоставляют первые прямые наблюдения связей между снежным покровом и лесами на больших пространственных масштабах", — сказал Молотч. "Обнаружение точки перелома между лесами, ограниченными водой, и лесами, ограниченными энергией, определяет для нас регион наибольшей чувствительности к изменению климата — средневысотные леса — на котором нам следует сосредоточить будущие исследования".

Хотя работа проводилась в горах Сьерра-Невада в Калифорнии, она применима и к другим горным хребтам на западе США. Это важно, поскольку климатические исследования указывают, что снежный покров в средневысотных лесах западной части США и других подобных лесах по всему миру сокращается последние 50 лет из-за регионального потепления.

"Мы обнаружили, что средневысотные леса демонстрируют драматическую чувствительность к снегу, выпавшему предыдущей зимой, с точки зрения его накопления и последующего таяния", — отметил Молотч. "Если снежный покров сокращается, леса испытывают больший стресс, что может привести к экологическим изменениям".

Статья по теме была опубликована онлайн 9 сентября в журнале Nature Geoscience. Исследование финансировалось Национальным научным фондом (NSF) и NASA.

По словам Молотча, команда связала около 50% "зелености" средневысотных лесов, наблюдаемой со спутников, с максимальным накоплением снега предыдущей зимой, а остальные 50% — с такими условиями, как глубина почвы, содержание питательных веществ, температура и солнечный свет. "Сила связи между зеленостью леса и снежным покровом предыдущего года нас весьма удивила", — сказал он.

Команда использовала 26 лет непрерывных данных с радиометра AVHRR на спутнике NOAA для измерения зелености лесов и сравнила их с долгосрочными данными 107 снегомерных станций. Также использовалась информация с вышек-флюксометров в южной части Сьерра-Невады, измеряющих обмен CO₂, водяного пара и энергией между экосистемами и атмосферой.

"Последствия этого исследования глубоки, если задуматься о потенциале экологических изменений в горных условиях на западе в не слишком отдаленном будущем", — сказал Молотч. "Если мы спроецируем наше исследование вперед во времени, когда климатические модели предсказывают потепление и усыхание, это означает, что леса в будущем будут испытывать всё больший водный стресс и, следовательно, станут более уязвимыми к пожарам и вспышкам насекомых-вредителей. Эта высота точки перелома, вероятно, будет смещаться вверх по склонам гор по мере потепления климата".