Активность горного соснового лубоеда может влиять на накопление и таяние снега
Новое исследование Университета Колорадо в Боулдере показывает, что заражение деревьев горным сосновым лубоедом в высокогорных районах на западе США потенциально может вызывать более раннее таяние снега и увеличивать водный сток из снежников, накапливающихся под пораженными деревьями.
Исследование, проведенное под руководством аспиранта факультета геологических наук Эвана Пью, осуществлялось недалеко от Гранд-Лейк, штат Колорадо, рядом с национальным парком Роки-Маунтин — регионом, сильно пострадавшим от атак лубоеда в последние годы. С 1996 года эти жуки уничтожили более 4 миллионов акров сосны скрученной в Колорадо и южном Вайоминге, что стало самой масштабной вспышкой за всю историю наблюдений.
Команда отслеживала восемь пар участков леса: на каждом была одна группа живых и одна группа мертвых деревьев размером примерно по акру, расположенных рядом, с одинаковым рельефом, высотой и уклоном. В ходе трехлетнего исследования ученые наблюдали две отчетливые фазы гибели деревьев: «красную фазу», когда мертвые деревья сохраняли красную хвою, и «серую фазу», когда вся хвоя и часть мелких веток уже опали.
Исследование показало, что накопление снега под деревьями в серой фазе было примерно на 15% больше, чем под живыми деревьями или деревьями в красной фазе. Вероятно, это во многом связано с отсутствием «перехвата снега» ветвями с хвоей, который может приводить к сублимации снежинок и их возврату в атмосферу. Деревья в серой фазе также пропускают больше солнечной радиации через свой полог, что увеличивает потенциал более раннего таяния.
Скорость таяния снега была наибольшей под деревьями в красной фазе: снег исчезал на неделю раньше, чем на соседних здоровых участках, несмотря на одинаковое количество осадков у их основания. Более раннее таяние в красной фазе во многом обусловлено слоем опада — хвои и веток, — который падает или сдувается на поверхность снега, снижая его отражательную способность (альбедо) и заставляя поглощать больше солнечной радиации.
«Это первое исследование, изучающее потенциальное влияние разных стадий гибели деревьев от горного соснового лубоеда на таяние снега, — сказал Пью. — Мы наблюдаем более раннее таяние и большее накопление снега в мертвых лесах».
Статья по теме опубликована в рецензируемом журнале Ecohydrology. Соавтором выступил профессор геологических наук Эрик Смолл. Исследование частично финансировалось за счет гранта CU-Boulder Innovative Seed Grant.
«Одним из больших сюрпризов для меня стало то, что изменения глубины снежного покрова и сроков таяния в результате вспышки численности лубоеда оказались не больше», — отметил Смолл. Однако продолжающиеся эффекты могут стать более значительными в ближайшие десятилетия.
Команда использовала различные инструменты: лавинные щупы для измерения глубины снега, термометры для прогнозирования таяния, а также пиранометры для измерения альбедо поверхности снега и прохождения солнечного света через полог леса.
Массовый пожар в районе исследования в конце 1800-х годов привел к тому, что большинство последующих сосен скрученных оказались примерно одного размера и возраста, что сделало их легкой мишенью для лубоеда. Хотя вспышки численности горного соснового лубоеда являются естественными событиями, изменение климата, вероятно, сыграло роль в последней вспышке. Засуха в последние годы привела к тому, что живые сосны поглощали меньше воды, снижая их способность производить достаточно смолы для защиты от жуков.
«Наше исследование первым анализирует множественные стадии гибели деревьев от горного соснового лубоеда и их различное влияние на накопление и таяние снега, — подчеркнул Пью. — Здесь нет переключателя "вкл/выкл" — только постепенные изменения. Дополнительный снежный покров в сочетании с мертвыми деревьями, которые больше не поглощают воду, вероятно, приведет к увеличению стока».