Более длинный вегетационный период из-за изменения климата не означает большего поглощения углерода
Леса могут оставаться зелеными дольше из-за глобального потепления климата, но это не означает, что эти же леса будут больше расти. Новые исследования, опубликованные в двух статьях учеными из Университета Индианы, показывают, что, хотя деревья могут дольше сохранять листву в теплые годы, их рост зависит от количества получаемых осадков.
Поскольку более засушливые условия, согласно прогнозам, станут более частыми на большей части Среднего Запада США, способность лесов накапливать углерод и замедлять изменение климата снизится.
Вместе взятые, две статьи, опубликованные сегодня в Global Change Biology, утверждают, что спутниковые данные континентального масштаба, измеряющие зеленость крон, не являются точным инструментом для оценки фотосинтеза леса и, как следствие, роста деревьев.
"Следовало бы ожидать, что более длительный период с зелеными листьями приведет к большему фотосинтезу и, как результат, к большему количеству углерода, доступного для роста древесины каждый год, — сказал Эдвард Бжостак, научный сотрудник факультета биологии Колледжа искусств и наук Университета Индианы и первый автор одной из статей. — Мы обнаруживаем прямо противоположное: рост деревьев снижается, потому что он заканчивается все раньше и раньше каждый год из-за того, что территория становится все более засушливой".
Используя данные о росте деревьев из государственного леса Морган-Монро в Индиане вместе с региональными данными Лесной службы США, Бжостак смог оценить потенциальное влияние водного стресса в региональном масштабе, используя записи о росте примерно 300 000 деревьев, представляющих десятки видов.
"Многие виды деревьев, которые, как мы обнаружили, наиболее чувствительны к водному стрессу, на самом деле те, которые должны стать все более доминирующими в ближайшие десятилетия, — сказал Ричард Филлипс, доцент кафедры биологии Университета Индианы и соавтор обоих исследований. — Сахарный клен и тюльпанное дерево представляют собой будущий лес для многих регионов Среднего Запада по мере того, как дубы продолжают сокращаться, но эти деревья плохо приспособлены к дефициту воды и, следовательно, будут поглощать гораздо меньше углерода в более сухом мире".
Согласно статье "Хронический водный стресс снижает рост деревьев и поглощение углерода лиственными лесами", хронический водный стресс потенциально может снизить сток углерода лиственных лесов США на целых 17% в ближайшие десятилетия. Это приведет к снижению поглощения углерода, что эквивалентно дополнительным одним-трем дням глобальных выбросов углерода от сжигания ископаемого топлива каждый год.
В сопутствующем исследовании "Улучшенный подход к дистанционному зондированию влияния водного стресса на поглощение углерода лесами" ученые из Университета Индианы сообщили о многообещающем новом методе обнаружения влияния нехватки воды на рост лесов в больших регионах.
Используя национальные спутниковые данные и детальные данные с участков Морган-Монро и из исследовательской зоны дикой природы Баскетт Университета Миссури в регионе Озарк, команда обнаружила, что кроны леса не меняют зеленость (не "буреют", как газон во время засухи) по мере снижения фотосинтеза.
Более точным индикатором происходящего в лесах была информация, собранная с участков лугов и сельскохозяйственных полей, существующих в большинстве лесов и вокруг них, сказал Дэниел А. Симс, первый автор статьи и научный сотрудник факультета географии.
"Эти экосистемы — смежные луга и поля — действительно "буреют" во время засухи, и мы смогли показать, что можем лучше предсказать влияние засухи на фотосинтез в лесах, если использовать эти сельскохозяйственные поля в качестве "эко-метров", — сказал Симс. — Побурение сельскохозяйственных полей напрямую коррелировало с фотосинтезом леса как в Морган-Монро, так и в Миссури".
Использование сельскохозяйственных полей в качестве эко-метров может помочь исследователям лучше понять взаимодействие между видами деревьев и реакцией на засуху, что, в свою очередь, даст инструменты для разработки планов управления лесами с целью повышения их устойчивости к засухе.
"Самое важное, что оба исследования подчеркивают воду как важное ограничение способности лесов удалять углерод из атмосферы, — сказал Бжостак. — Листья могут оставаться зелеными дольше при более высоких температурах, но если наш будущий климат будет теплым и сухим, а не теплым и влажным, маловероятно, что леса смогут продолжать компенсировать наши выбросы от ископаемого топлива с той же скоростью".