Учёные исследуют, какие изменения происходят в лесу в период глобального потепления

Используя базу данных инвентаризации и анализа лесов Лесной службы США, исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, Университета штата Юта и Лесной службы США изучили, как черты древовидных сообществ перемещаются по смежным территориям Соединенных Штатов. Результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывают, что сообщества, особенно, в более засушливых регионах, становятся более терпимыми к засухе, главным образом, из-за гибели менее выносливых деревьев.

Чтобы понять, что может послужить движущей силой изменений в способности лесов справляться с изменением климата, ученые рассмотрели две основные физиологические черты: средняя устойчивость вида к водному стрессу и насколько велико пространство для маневра.

«В основном, мы ставим вопрос о том, что означает видовой состав с точки зрения их способности справляться с нехваткой воды», — сказала ведущий автор Анна Тругман, доцент кафедры географии Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.

К счастью для команды, Министерство сельского хозяйства США отслеживает породы, размеры и численность деревьев на более чем 160 000 лесных участков, случайно распределенных по всей стране. Более того, база данных инвентаризации и анализа лесов Лесной службы США включает более 200 различных типов экосистем - от сухих сосновых боров до кипарисовых болот, а также от атлантических лиственных лесов до умеренных тропических лесов на северо-западе Тихого океана.

Анна Тругман и ее коллеги сопоставили интересующие их признаки с численностью видов на этих участках. Затем они использовали это для расчета средневзвешенного значения для сообщества деревьев на каждом участке, которое по существу соответствовало засухоустойчивости лесов. Поскольку эти участки обследуются каждые пять-десять лет, ученые могут отслеживать изменения в составе лесов и связывать их со смертностью деревьев, пополнением и климатом.

Есть два способа, благодаря которым сообщество может стать более терпимым к засухе: менее выносливые деревья могут погибнуть или более устойчивые деревья могут расти быстрее. И то, и другое приводит к тому, что сообщество в целом становится сложнее.

Тругман обнаружила, что именно гибель менее крепких деревьев привела к сдвигам в сторону большей устойчивости к засухе, хотя она также отметила, что влияние пополнения молодых деревьев было менее заметным за такой короткий промежуток времени. Также, объем признаков на данном участке автоматически не коррелирует с количеством присутствующих видов. «Вам не обязательно иметь больший диапазон стратегий, если у вас больше видов», — сказала она.

Например, восточная часть США не испытывает такого сильного стресса от засухи, как ее западная коллега, но имеет относительно высокое видовое разнообразие. В результате у большинства деревьев есть подобные стратегии, чтобы справиться с нехваткой воды. Сравните это с Юго-западом, где есть виды, живущие вместе, у которых есть целый ряд стратегий борьбы с засухой, несмотря на то, что многие участки имеют относительно низкое видовое разнообразие в целом.

Тругман объяснила, что карты признаков растений полезны для ученых, потому что они предоставляют модели, которые предсказывают, как изменение климата повлияет на ландшафт. Карты признаков помогают исследователям оценить несоответствие между климатической пригодностью и текущим составом признаков сообщества.

Исследование Тругман относится к этому изменению в чертах сообщества как «скорость черты». Чем быстрее изменение, тем выше скорость. Точно так же ученые, которые изучают изменение климатических условий в районе, называют изменение во времени «климатической скоростью». Интуитивно понятно, что эти два показателя должны быть связаны между собой, и сообщества и экосистемы меняются, чтобы адаптироваться к изменяющемуся климату в регионе.

«Но на самом деле между ними может быть несоответствие», — сказала Тругман. «Скорость адаптации деревьев может быть намного ниже, чем скорость климатических изменений». Другими словами, деревья пока что выживают, но они не будут расти или размножаться.

Тругман отметила, что, возможно, ученые вообще не видят изменений в чертах характера. И хотя это может показаться более обнадеживающим, в действительности это будет означать, что что-то мешает сообществам адаптироваться - возможно, потеря видов или генетического разнообразия или просто отсутствие поблизости более устойчивых видов, которые могут дать семена.

С другой стороны, Тругман видела ускоренные черты в более засушливых регионах. Это исследование было первым проходом; она планирует дополнительно исследовать связь между признаком и скоростями климата в будущих исследованиях.