Но новое исследование, опубликованное 15 декабря в журнале Global Change Biology, предполагает, что это может не относиться к двум субальпийским видам деревьев в западной части Северной Америки. Согласно исследованию, ель Энгельмана может не переместиться на более высокие высоты при повышении температуры, а ее нижняя граница может отступить вверх по склону, поэтому ее общий ареал может сократиться. А выносливая гибкая сосна может продвигаться вверх в более теплом климате, но, вероятно, такими же медленными темпами, как и в сегодняшнем климате.Исследование было проведено учеными из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли Министерства энергетики (Berkeley Lab), Калифорнийского университета в Мерседе, Геологической службы США, Калифорнийского университета в Беркли и Университета Колорадо в Боулдере.
Их удивительные выводы основаны на открытии того, что этим двум видам может причинить вред потепление на самых ранних этапах их жизни, даже на холодной, высокогорной окраине зарослей леса. Кроме того, семена деревьев, которые сейчас растут на верхней границе ареала вида, могут не прижиться на больших высотах. Эти идеи могут помочь ученым улучшить модели, которые предсказывают, куда и как быстро субальпийские леса будут двигаться в условиях потепления.
«Предположение, что деревья будут отслеживать свой климат, недооценивает проблемы, с которыми они сталкиваются во время набора саженцев. На этом этапе шансы складываются против деревьев, даже при нормальных условиях, и мы обнаружили, что потепление еще больше снижает шансы молодых деревьев на выживание», — говорит руководитель исследований Лара Куэпперс, ученый из отдела климатических и экосистемных наук лаборатории Беркли и исследовательского института Сьерра-Невада Калифорнийского университета в Мерседе.«Это означает, что существует реальный риск того, что изменение климата может опередить миграцию деревьев — некоторые деревья могут не успевать за своим климатом», — добавляет Кюпперс. «Саженцы — будущее леса, поэтому очень важно узнать, как на них повлияет потепление».
Ученые заинтересованы в прогнозировании того, что произойдет с субальпийскими лесами по мере потепления климата, потому что сдвиг границы между лесными и альпийскими биомами тундры имеет большое значение для водных ресурсов гор, углеродного цикла и климата планеты.«Саженцы деревьев, растущие в пределах альпийской ветви деревьев, являются индикатором раннего воздействия изменения климата на горные среды обитания», — говорит Мэтт Гермино, эколог Геологической службы США, внесший свой вклад в исследование. «Реакция саженцев деревьев на тщательно контролируемые процедуры потепления открывает окно в более теплый мир для лесов».Чтобы пролить свет на будущее субальпийских лесов, ученые поставили эксперименты на хребте Нивот, месте экологических исследований в Скалистых горах Колорадо. Они сосредоточились на влиянии потепления на первые четыре года жизни деревьев.
Они также учли роль локальной генетической адаптации, изучая семена, собранные с низких и высоких высот в пределах ареалов деревьев. Оба эти фактора, пополнение проростков и генетическая адаптация, недостаточно хорошо представлены в моделях, которые предсказывают реакцию видов на потепление.Ученые посадили семена на трех участках: одно на низменной окраине субальпийского леса, другое на высокогорной окраине леса (текущая линия деревьев) и третье место в альпийской зоне, где деревья не растут. т расти.На каждом участке они посадили по 20 садов, разделенных на четыре группы.
Одна группа обогревалась с марта по ноябрь с помощью инфракрасных обогревателей. Это привело к раннему растоплению снега и повышению температуры почвы и рассады на несколько градусов, имитируя последствия изменения климата.
Вторую группу нагревали и поливали, третью группу только поливали, а четвертую контрольную группу оставили нетронутой. Исследователи сажали сады каждую осень с 2009 по 2013 год и следили за их развитием в течение 2014 года.Вопреки ожиданиям они обнаружили, что потепление снижает выживаемость проростков обоих видов на всех трех высотах в течение первого года жизни.
Ученые ожидали, что выживаемость упадет на более низкой высоте, где температура поднялась выше нормального климата для деревьев, но не выше, где, как ожидалось, потепление поможет саженцам. Они объясняют эту более низкую выживаемость более засушливыми условиями, вызванными потеплением, что отрицательно сказалось на выживаемости проростков.После первого года выживаемость двух видов разошлась.
Для гибкой сосны ученые обнаружили некоторые преимущества от потепления на некоторых участках, но их недостаточно, чтобы обратить вспять негативные последствия первого года жизни. Итак, по прошествии четырех лет не было заметного влияния потепления на выживаемость.«Исходя из этого, мы делаем вывод, что передняя сосна может сохраниться на своем нынешнем месте и расшириться вверх по склону в альпийскую зону, но она не будет расширяться быстрее в более теплом климате», — говорит Кюпперс.
Для ели Энгельмана негативное влияние потепления сохранялось в течение четвертого года. Кроме того, на низинной высоте ни один прогретый саженец не дожил до 4 лет.
Это означает, что потепление может препятствовать восходящей экспансии вида и заставлять нижнюю границу его ареала сжиматься вверх по склону.Другим сюрпризом является то, что ученые обнаружили, что семена, собранные на более низких высотах, лучше выживают в альпийской зоне, чем семена, собранные на более высоких высотах. Это также может замедлить рост субальпийских деревьев вверх по склону, так как семенам с более низкой высотой трудно «перепрыгнуть» через более высокие деревья и закрепиться над текущей линией деревьев.
«В целом, наши результаты показывают, что саженцы очень уязвимы к изменению климата, что следует принимать во внимание, поскольку мы прогнозируем, что произойдет с субальпийскими лесами в условиях потепления», — говорит Кюпперс.