Если те же процессы и пороговые значения будут управлять будущим, их результаты предполагают, что к 2050-м годам вероятно более широкое вымирание осиновых лесов, вызванное изменением климата. Смертность деревьев может радикально преобразовать экосистемы, повлиять на биоразнообразие, нанести вред местной экономике и создать риски возникновения пожаров, а также еще больше усилить глобальное потепление.
Их работа была направлена на устранение давних разногласий по поводу того, как изменение климата, вызванное выбросом парниковых газов, повлияет на лесные экосистемы. С одной стороны, повышение концентрации углекислого газа может принести пользу деревьям и помочь им более эффективно использовать воду. С другой стороны, повышение температуры и вызванные изменением климата засухи могут привести к гибели многих лесных деревьев.
Большинство современных моделей лесов в условиях изменения климата не могут предсказать, когда и где леса могут погибнуть от температуры и засухи. Модель, созданная командой, в которую входят Уильям Андерегг из Карнеги (сейчас работает в Принстонском университете), Джозеф Берри и Кристофер Филд, заполняет этот пробел, точно моделируя широко распространенную смертность осин, вызванную засухой 2000-2003 годов. Их результаты опубликованы Nature Geoscience.
Леса занимают центральное место во многих химических и энергетических циклах планеты. Они также играют важную роль в жизни человека на планете как с эстетической точки зрения, так и с точки зрения обеспечения пиломатериалов, а также фруктов и орехов в пищу.
«Вымирание лесов на большой территории, такой как бассейн Амазонки, может оказать серьезное влияние на систему Земли в целом», — сказал Берри.Вызванное засухой отмирание осины затронуло около 17 процентов осиновых лесов в Колорадо, а также в некоторых частях западных Соединенных Штатов и Канады. Чтобы создать точную модель, команда сосредоточилась на физиологии того, как засуха убивает деревья, — предмете, который они активно изучали в последние годы.Они обнаружили, что засуха вызывает повреждение сосудистой системы, которая переносит воду по всему дереву.
Порог смертельного повреждения сосудов ранее не был известен ни для одной породы деревьев. Но, используя данные из лесов на юго-западе Колорадо, они смогли определить порог, при превышении которого условия засухи начинают разрушать водопроводную сосудистую систему осины.
Они включили эту информацию в модель, предназначенную для прогнозирования смертности лесов в результате засухи. Они проверили модель в сравнении с региональными данными наблюдений за смертностью лесов на научных лесных участках, аэрофотосъемкой, проведенной Лесной службой США, и спутниковыми измерениями.Когда эта модель была затем применена к будущему, они обнаружили, что в мире продолжающихся высоких выбросов парниковых газов пороговое значение для широко распространенного повреждения сосудов, вызванного засухой, будет превышено и приведет к повсеместной гибели деревьев в среднем по прогнозам климатических моделей в 2050-х годах. Важно отметить, что сценарии более низких выбросов парниковых газов не всегда приводили к повсеместной гибели деревьев.
В группу также входили Алан Флинт и Лоррейн Флинт из Геологической службы США, Чо-Ин Хуанг из Национального Тайваньского университета, Фрэнк Дэвис из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Джон Сперри из Университета Юты.«Определение пороговых значений в физиологии растений, после которых климатический стресс вызывает гибель деревьев, позволит нам разрешить неопределенность в отношении судьбы лесных экосистем в меняющемся климате», — сказал ведущий автор исследования Андерегг. «Но самое главное, многое зависит от человеческих решений по замедлению климатических изменений.
Время отсчитывает будущее этих лесов».