Лесной эколог Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Анна Тругман – вместе со своими коллегами из Университета штата Юта, Стэнфордского университета и США.S. Лесная служба – исследовала влияние повторяющихся экстремальных засух на различные типы лесов по всему миру. Они обнаружили, что ряд факторов может повышать или понижать устойчивость леса к последующим засухам. Однако в исследовании, опубликованном в журнале Nature Climate Change, сделан вывод о том, что последовательные засухи, как правило, наносят все больший ущерб лесам, даже если каждая засуха была не более сильной, чем первоначальная.
Засуха обычно делает отдельные деревья более уязвимыми для последующих засух. «Сложные экстремальные явления могут быть очень тяжелыми для лесов и деревьев», – сказал Тругман, доцент кафедры географии. Она сравнивает этот опыт с человеком, который борется с болезнью: вы пострадаете сильнее, если снова заболеете, пока еще выздоравливаете.
Тем не менее, дело не так однозначно. «Теоретически реакция на последующие засухи может быть весьма разнообразной в зависимости от широкого спектра факторов на уровне деревьев и экосистем», – сказал ведущий автор Уильям Андерегг, доцент Университета штата Юта. Таким образом, хотя засуха может подвергнуть дерево значительному стрессу, она также может убить некоторых из своих соседей, в результате чего выжившим будет меньше соревноваться за воду, если засушливые условия вернутся.
Тругман и ее коллеги использовали различные источники данных, чтобы исследовать этот эффект в широком масштабе. Данные годичных колец за более чем 100 лет позволили им увидеть, как деревья, пережившие первоначальную засуху, росли впоследствии. Данные из U.S.
Инвентаризация и анализ лесов предоставили им доступ к показателям смертности деревьев для более чем 100000 лесных участков с 2000 по 2018 год. Они объединили эти источники со спутниковыми измерениями содержания воды в лесных пологах.
Появились две четкие тенденции. «Мы обнаружили, что обычно деревья становятся более уязвимыми к стрессу после многократных засух, особенно хвойные», – сказал Андерегг.
Второе открытие, по мнению исследователей, связано с фундаментальной физиологией.
У хвойных растений и их родственников сосудистая система отличается от сосудистой системы широколиственных деревьев или покрытосеменных."В результате они могут понести больший ущерб при начальной засухе и оказаться в невыгодном положении по сравнению с покрытосеменными в последующие периоды стресса от засухи. Данные годичных колец подтверждают это, показывая, что хвойные деревья, пережившие засуху, росли намного медленнее, особенно если в.
«Напротив, покрытосеменные имеют гораздо более гибкую анатомию и физиологию, и это, кажется, помогает им быстрее и полнее восстанавливаться после первоначальной засухи», – сказал Андерегг.
Андерегг был особенно удивлен последствиями повторяющейся засухи для тропических лесов Амазонки. «Мы склонны думать, что эти леса не сильно пострадали от засухи и из-за большого разнообразия деревьев способны быстро восстанавливаться», – сказал он. "Но наши результаты показывают, что Амазонка сильно пострадала от трех очень сильных засух за последние 15 лет."
Леса представляют собой сложные системы, и их реакция на экстремальные явления в конечном итоге определяется множеством факторов. «Что касается ущерба, вы должны думать об этом не только на индивидуальном уровне, но и на уровне леса», – сказал Тругман.
Таким образом, хотя им потребуется время, чтобы оправиться от сильной засухи, выжившие деревья столкнутся с меньшей конкуренцией за водные ресурсы, чем раньше. Это может улучшить их положение, если засуха вернется в этот район.
Более того, естественный отбор заставит лес в целом перейти к более устойчивым особям или даже к более устойчивым к засухе видам в целом. Повторяющиеся засухи также влияют на лесных вредителей и болезнетворных микроорганизмов, и их реакция на эти условия также влияет на поведение лесов.
Ученые все еще работают над тем, чтобы распутать условия, при которых каждый из этих факторов поднимается на вершину. «Это [исследование] дает большую мотивацию, – сказал Тругман, – но я думаю, что следующим неотложным шагом является изучение основных механизмов на физиологическом и экологическом уровнях."
Исследователи могут использовать эти идеи для улучшения компьютерных моделей и составления более точных прогнозов будущего лесов в условиях меняющегося климата. «Изменение климата приведет к более частым засухам, – сказал Андерегг, – поэтому мы должны понимать и иметь возможность прогнозировать, как леса отреагируют на многократные засухи.
«Эти результаты особенно важны для западных регионов США.S.,- добавил он, – где за последние 20 лет у нас было несколько сильных засух.