Новое исследование, проведенное под руководством ученых из университета Дьюка (США), показало, что более молодые и более мелкие деревья, составляющие большую часть восточных лесов Северной Америки, увеличили производство семян в условиях изменения климата, но более старые и более крупные деревья, которые доминируют в лесах на большей части Запада, оказались менее отзывчивыми к переменам, сообщает портал phys.org.
Снижение производства семян или плодовитости деревьев может ограничить способность западных лесов к восстановлению после крупномасштабного отмирания, связанного с повышением температуры и усиливающимися засухами, которые сейчас происходят во многих штатах и провинциях. Этот континентальный раздел, о котором впервые сообщается в новом исследовании, «может резко изменить состав и структуру североамериканских лесов 21-го века», – сказал Джеймс С. Кларк, заслуженный профессор экологических наук в университете Дьюка, руководивший исследованием.
По его словам, знание того, что происходят противоположные реакции – и понимание того, почему они происходят – поможет ученым более точно предсказать будущие изменения в лесах Северной Америки и разработать стратегии сохранения и управления для смягчения последствий. Исследователи из 48 учреждений сотрудничали с Кларком в рецензируемом исследовании, которое опубликовано в Nature Communications.
Плодовитость – это мера способности деревьев к восстановлению после отмирания и других крупномасштабных нарушений путем распространения семян в места обитания, где их шансы на выживание в будущем более благоприятны. Это важный фактор для определения будущей реакции лесов на изменение климата, но, как и многие экологические процессы, он является сильно изменчивым и невероятно трудным для оценки. Плодовитость со временем меняется в зависимости от размера дерева, скорости роста или доступа к свету, воде и другим ресурсам, а также обусловлено другими косвенными воздействиями климата (к примеру, влиянием роста, зависящим от климата), которые в настоящее время не учитываются в моделях, используемых для прогнозирования будущих изменений.
«Это крупный демографический процесс, влияющий на реакцию лесов на изменение климата, по которому у нас не было полевых оценок», – сказал Кларк. Чтобы решить эту проблему, он разработал новое статистическое программное обеспечение, которое позволило ему синтезировать необработанные данные за десятилетия о размере, росте, размахе кроны и доступе к ресурсам для почти 100 тысяч отдельных деревьев в местах долгосрочных исследований и экспериментальных лесах по всей Северной Америке. Нефильтрованные необработанные данные показали то, что упускали предыдущие мета-анализы, основанные на усредненных измерениях: в континентальном масштабе плодовитость возрастает по мере роста дерева до определенного момента, однако потом начинает снижаться.
«Это объясняет разделение между Востоком и Западом. Большинство деревьев на Востоке молодые, быстро растут и относятся к классу размеров, где увеличивается плодовитость, поэтому любое косвенное воздействие климата, которое стимулирует их рост, также увеличивает их производство семян», – сказал Кларк. «Мы видим, что противоположное происходит с более старыми и крупными деревьями на Западе. Конечно, есть маленькие и большие деревья в обоих регионах, но регионы достаточно различаются по своей структуре размеров, чтобы реагировать по-разному. Теперь, когда мы в совокупности понимаем, как все это работает, следующий шаг – применить это к отдельным видам или насаждениям и включить в модели, которые мы используем для прогнозирования будущих изменений лесов», – сказал он.
Данные, использованные в исследовании, были получены от деревьев в сети мониторинга Mast Inference and Prediction (MASTIF), которая включает более 500 участков для долгосрочных полевых исследований по всей стране, включая участки, которые также являются частью Национальной сети экологических наблюдений (NEON).
