Сахарные клёны в Мичигане столкнутся с трудностями в более тёплом и сухом будущем, несмотря на помощь от азотного загрязнения

Согласно новому исследованию под руководством Мичиганского университета, хотя сахарные клёны в Мичигане получают выгоду от стимулирующих рост эффектов соединений азота в окружающей среде, эти преимущества не смогут полностью компенсировать дополнительные стрессы от роста в условиях более сухого климата в будущем.

Сахарные клёны, известные своей яркой осенней листвой и как основной источник кленового сиропа, являются доминирующим видом деревьев в северных лиственных лесах восточной части Северной Америки. Они произрастают в основном на влажных, хорошо дренированных почвах и чувствительны к засухе.

Некоторые климатические прогнозы для региона Верхних Великих озёр на предстоящие десятилетия предполагают более тёплые температуры и повышенную вероятность летней засухи — условия, которые могут оказаться стрессовыми для сахарных клёнов и других деревьев.

Однако по мере изменения климата леса по всему миру также подвергаются воздействию растущих уровней стимулирующих рост соединений азота, образующихся в результате деятельности автотранспорта, электростанций, заводов, сельского хозяйства и других антропогенных источников. Этот азот антропогенного происхождения считается загрязнителем, но также оказывает удобряющее действие на деревья, способствуя их росту.

Новое исследование под руководством учёных из Мичиганского университета, основанное на 20-летних данных с четырёх лесных участков на обоих полуостровах Мичигана, пришло к выводу, что азотные отложения от деятельности человека «не смогут полностью компенсировать негативные эффекты роста в прогнозируемых более засушливых климатических условиях». В ближайшие десятилетия жителям Мичигана следует ожидать снижения роста сахарных клёнов по всему штату. Если же подтвердятся самые экстремальные климатические прогнозы для региона, сахарные клёны со временем — в течение нескольких столетий — полностью исчезнут с Нижнего полуострова штата.

«Добавленный азот помогает немного, но недостаточно», — сказала лесной эколог из Мичиганского университета Инес Ибаньес, ведущий автор исследования. Понимание того, как различные виды деревьев будут реагировать на более тёплые и сухие условия, необходимо для составления точных прогнозов будущего роста лесов. Это важно, поскольку леса мира ежегодно удаляют около четверти удерживающего тепло углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу при сжигании ископаемого топлива.

Для оценки совокупного воздействия азотных отложений антропогенного происхождения и изменения климата на рост деревьев исследователи использовали данные федерального исследования азотных отложений на четырёх участках лиственных лесов в Мичигане. С 1994 года исследователи добавляли твёрдый нитрат натрия в почвы на некоторых участках для моделирования уровней азотных отложений, ожидаемых к концу этого века.

В исследовании, опубликованном в журнале Ecology, учёные проанализировали совокупное влияние азотных отложений, летней температуры и влажности почвы на рост сахарных клёнов, используя записи по 1016 деревьям за период 1994–2013 гг. Они также смоделировали будущие темпы роста для двух климатических сценариев, разработанных для региона Верхних Великих озёр.

Компьютерное моделирование показало, что рост сахарного клёна будет незначительно снижен по Умеренному сценарию (повышение температуры на 1,3 °F и увеличение летних осадков на 14% к 2100 году). Результаты для Экстремального сценария (повышение температуры примерно на 10 °F и уменьшение летних осадков на 40% к 2100 году) показали значительное и последовательное снижение роста сахарных клёнов на всех четырёх участках. Трёхкратное снижение темпов роста возможно в условиях Экстремального сценария.