Согласно новому анализу данных Лесной службы США, изменение климата по-разному меняет леса в Соединенных Штатах. Исследователи предупреждают, что в условиях повышения температуры, усиления засух, лесных пожаров и вспышек болезней, наносящих ущерб деревьям, основную тяжесть последствий несут леса по всему американскому Западу.

Исследование, проведенное исследователями UF Biology Дж. Аароном Хоганом и Джереми В. Лихштейном, было опубликовано в журнале Труды Национальной академии наук. Исследование выявило выраженный региональный дисбаланс в продуктивности лесов, ключевом барометре здоровья лесов, который измеряет рост деревьев и накопление биомассы.

За последние два десятилетия западная часть США, столкнувшаяся с более серьезными последствиями изменения климата, продемонстрировала заметное замедление производительности, в то время как восточная часть США, испытывающая более мягкие климатические последствия, продемонстрировала несколько ускоренный рост.

Леса играют решающую роль в регулировании климата Земли, выступая в качестве поглотителей углерода, которые ежегодно улавливают около 25% выбросов углерода от деятельности человека. Однако их способность накапливать углерод зависит от тонкого баланса между положительными и отрицательными последствиями изменения климата.

Исследование, использующее данные инвентаризации лесов национального масштаба, моделирует тенденции с 1999 по 2020 год, анализируя 113 806 измерений в неплантационных лесах.

«Мы являемся свидетелями изменений в функционировании лесов, поскольку лесные экосистемы реагируют на факторы глобального изменения, такие как внесение углекислых удобрений и изменение климата», — сказал Хоган. «Именно будущий баланс этих факторов будет определять функционирование лесов в ближайшие годы и десятилетия».

Некоторые факторы, такие как засухи и лесные патогены, оказывают негативное воздействие на производительность, но другие факторы, такие как углекислые удобрения, согласно прогнозам, будут иметь положительное воздействие. Это явление предполагает, что повышенный уровень углекислого газа ускоряет рост растений за счет увеличения фотосинтеза, что вдохновило исследователей более глубоко изучить его влияние.

«Лесная служба США уже несколько десятилетий отслеживает рост и выживание более миллиона деревьев по всей территории США», — сказал Лихштейн. «Нам было интересно узнать, предоставляют ли их данные доказательства увеличения скорости роста деревьев, как предсказывает гипотеза о внесении углекислых удобрений».

В то время как рост деревьев на востоке США соответствует ожиданиям, в западном регионе наблюдаются экстремальные климатические последствия, затмевающие любые положительные тенденции роста, что бросает вызов преобладающему предположению о том, что способность лесов накапливать углерод будет продолжать расти.

«Наше исследование показывает, что будущие прогнозы изменения климата и повышения уровня моря могут быть слишком оптимистичными, потому что в действительности экосистемы, вероятно, будут накапливать меньше углерода в будущем», — сказал Лихштейн. «Меньшее накопление углерода в экосистеме означает больше углерода в атмосфере и, следовательно, большее потепление и ускорение изменения климата».

Результаты также проливают свет на тот факт, что изменение климата — это не единая сила, а скорее динамичный фактор, оказывающий влияние на конкретные регионы. Исследование показывает, как степень изменения климата может привести к тому, что леса преодолеют переломный момент. Некоторые леса уже приближаются к климатическим порогам или превосходят их, что превращает их в источники углерода, а не в поглотители, удаляющие углерод из атмосферы.

«Связывание углерода экосистемой не обязательно будет постоянным, и его можно обратить вспять изменением климата», — сказал Лихштейн. «Этот разворот уже происходит на западе США, и есть признаки того, что он также может происходить и в других пострадавших от засухи регионах мира, таких как Амазонка».

Может возникнуть соблазн списать потери на чрезвычайные события. Но, по мнению исследователей, снижение продуктивности на западе США нельзя объяснить увеличением смертности деревьев.

«Мы много слышим о лесных пожарах на западе США, в результате которых погибает множество деревьев и выделяется углерод в атмосферу», — сказал Лихштейн. «Но наше исследование показывает, что дополнительные потери углерода в экосистемах западных лесов происходят из-за снижения темпов роста деревьев».

Поскольку деревья растут медленнее из-за неблагоприятных последствий изменения климата, включая уменьшение количества осадков, исследование предполагает, что даже без усиления лесных пожаров поглотитель углерода в западных лесах будет продолжать ослабевать без срочных мер по сокращению выбросов парниковых газов от человека.

«Мы должны иметь здоровые леса в связи с сокращением выбросов, чтобы восстановить глобальный баланс углерода и ограничить изменение климата», — сказал Хоган.

Преобразования, наблюдаемые в лесах США, вызывают обеспокоенность по поводу их будущей устойчивости и устойчивости. Исследователи надеются, что их результаты подчеркивают острую необходимость того, чтобы правительства и промышленность работали вместе, чтобы сократить выбросы парниковых газов и как можно скорее достичь нулевых выбросов.

«Наши результаты подчеркивают необходимость сокращения глобальных выбросов парниковых газов», — сказал Лихштейн. «Без сокращения выбросов, к которому ученые призывают на протяжении десятилетий, лесные поглотители углерода, вероятно, ослабнут, что ускорит темпы изменения климата».

Это исследование было разработано совместно с Грантом Домке из Северной исследовательской станции Лесной службы США, Кай Чжу из Мичиганского университета и Дэном Джонсоном из Школы лесных, рыбных и геоматических наук UF.