Дерево стоит в Сьерра-Неваде
Белая пихта, сосна жёлтая, сосна Джеффри. Сосна Ламберта, калифорнийский кедр, красная пихта: это хвойные деревья верховых экосистем калифорнийской Сьерра-Невады. Теперь одно из них, так называемое Дерево критической зоны — белая пихта, — готово рассказать новую историю о регионе, где горная порода встречается с жизнью, между верхушкой лесного полога и основанием выветренной породы.
Это дерево является научным тотемом в лесу Южной Сьерры — одной из шести Обсерваторий критической зоны (CZO), поддерживаемых Национальным научным фондом США (NSF). Ученые там недавно установили, что зимний снег от снежных бурь в Сьеррах предсказывает, сколько воды окажется у подножия гор летом. Это критически важно для многомиллиардного сельского хозяйства Калифорнии, которое более чем на 60% зависит от водоснабжения за счет таяния снега в Сьеррах.
«Обсерватории критической зоны NSF предоставляют ученым новые знания о критической зоне и ее реакции на изменение климата и землепользование», — говорит Энрикета Баррера, руководитель программы в Отделе наук о Земле NSF. «Результаты помогут нам предсказать, как критическая зона повлияет на экосистемные услуги, от которых зависит общество».
В Южной Сьерре «мы исследуем, как круговорот воды управляет процессами в критической зоне», — говорит ведущий ученый Роджер Бейлс из Калифорнийского университета в Мерседе. Белая пихта и её хвойные родственники, наблюдающие за лесами из верховьев бассейна Провиденс-Крик, покрыты инструментами, измеряющими влажность почвы, температуру, глубину снега, солнечную радиацию, сокодвижение и характер таяния снега. Эта беспроводная сенсорная сеть отслеживает запасы снега, хранение воды в почве, сток и потребление воды растительностью.
«Этот тип беспроводной сенсорной сети произведет революцию в нашем понимании нашего самого важного источника воды в Калифорнии — и далеко за ее пределами», — утверждает Бейлс. Сеть предоставит водным менеджерам возможность лучше прогнозировать сток талых вод в условиях будущей неопределенности, связанной с изменением климата.
Ученые уже обнаружили, что небольшое повышение долгосрочной средней температуры всего на один градус Цельсия приводит к более раннему стоку на 7–10 дней в некоторых местах. «Мы также обнаружили, что в широком диапазоне высот леса транспирируют воду круглый год с гораздо более высоким водопотреблением, чем предполагалось ранее», — говорит Бейлс. Получение ответов о доступности воды, оказывается, лежит в области не одного Дерева критической зоны, а целого леса таких деревьев.