В лесах прошлые нарушения затмевают последствия потепления

Прошлые нарушения, такие как вырубка, могут маскировать влияние изменения климата на лесные экосистемы. Об этом сообщает исследование, только что опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Работа, посвящённая динамике азота, показала, что отделить климатические воздействия от других факторов может быть сложно, даже когда у учёных есть доступ к многолетним данным об условиях окружающей среды в лесу.

Экспериментальный лес Хаббард-Брук, расположенный в Белых горах Нью-Гэмпшира, является местом, где ведётся самая длинная и полная в мире запись динамики водосборных экосистем. На его исследовательских площадках измеряют экологические показатели леса уже почти полвека. Учёные, уделяющие особое внимание нитратам из-за их важности для роста растений и потенциальной опасности для воды, обнаружили, что концентрация нитратов в ручьях находится на 46-летнем минимуме, а общеэкосистемные потери нитратов с водосбора сократились на 90%.

Авторы работы, включая учёных из Института Кэри и Принстонского университета, выяснили, что движет этим сдвигом. Снижение атмосферного загрязнения азотом не было обнаружено, а замещение ~25% клёна сахарного американским буком, видом с медленно разлагающейся листвой, объяснило лишь небольшое снижение экспорта нитратов. Несмотря на пять десятилетий потепления, более длинный вегетационный сезон не привёл к усилению роста растительности и последующего спроса на азот. Была выявлена связь между более тёплыми зимами, сокращением крупных событий снеготаяния и снижением экспорта нитратов, а повышение температуры почвы и сдвиг в схемах движения почвенных вод объяснили около 40% снижения.

Однако историческое нарушение — а не изменение климата — оказалось ключевым фактором сдвига в динамике азота в Хаббард-Брук. С помощью сотен модельных сценариев авторы обнаружили, что 50-60% снижения экспорта азота можно объяснить масштабными лесозаготовками в Белых горах в начале XX века, влияние которых на запасы азота в почвах сохранялось десятилетиями. Контр-интуитивный вывод о том, что экспорт нитратов снижался при замедлении роста леса, подчёркивает наследие нарушений в масштабе ландшафта.

«Осознание того, как современные проблемы, такие как изменение климата, взаимодействуют с историческими паттернами в экосистемах, представляет собой серьёзную проблему для оценки здоровья планеты», — комментирует первый автор работы Сусана Берналь из Принстонского университета. Соавтор доктор Джин Э. Лайкенс из Института Кэри заключает: «Что касается лесного цикла азота, мы не можем оценить воздействие климата или определить точные базовые уровни для прогностических моделей, не учитывая прошлые нарушения».