Даже небольшое потепление может резко изменить северные леса Земли. Такой вывод ученые из Мичиганского университета сделали на основе уникального пятилетнего эксперимента. Научная статья опубликована в Nature.
Северные бореальные леса состоят в основном из хвойных пород. С севера они ограничены тундрой, а с юга – лесом умеренной зоны. Это одна из крупнейших экосистем планеты, а также важнейший источник древесины и поглотитель углерода.
Эксперимент проводился на территории Университета Миннесоты. Использовались 4500 саженцев девяти местных видов деревьев — пяти широколиственных и четырех хвойных. Разные породы пихты, ели, сосны, клена, березы и дуба высадили среди травянистой, кустарниковой и папоротниковой растительности. Деревья и почва рядом с ними обогревались круглосуточно с ранней весны и до поздней осени без использования теплиц. С помощью инфракрасных ламп и нагревательных кабелей были воссозданы условия двух сценариев потепления климата в XXI веке: на 1,6 градуса Цельсия и на 3,1 градуса Цельсия. Кроме того, с помощью подвижных брезентовых тентов, установленных на случайно выбранных участках, было снижено количество осадков примерно на 30%. Контрольная группа деревьев росла в обычных условиях.
Исследование показало, что даже сравнительно небольшое (1,6 °C) потепление климата создало серьезные проблемы для многих видов деревьев, в частности, снижение роста и увеличение гибели саженцев. Уменьшение количества осадков усилило негативное воздействие потепления на выживание нескольких бореальных видов.
Исследователи обнаружили, что потепление само по себе или в сочетании с уменьшением количества осадков увеличило ювенальную смертность всех девяти видов деревьев и резко уменьшило рост нескольких северных хвойных пород — пихты бальзамической, белой ели и белой сосны, — которые распространены в бореальных лесах.
В то же время умеренное потепление способствовало росту некоторых широколиственных пород, в том числе некоторых дубов и кленов, которые более характерны для лесов умеренной зоны.
Однако авторы работы считают, что лиственные породы, вероятно, не смогут быстро восполнить пустоту в случае исчезновения хвойных деревьев. Следовательно, прогнозируемое в ближайшем будущем изменение климата, вероятно, переведет современные бореальные леса в "новое состояние".
"В лучшем случае это будет просто более бедная версия нашего нынешнего леса, — сказал ведущий автор исследования Питер Райх, директор Института биологии глобальных изменений в Школе окружающей среды и устойчивого развития Мичиганского университета. — В худшем новое состояние может привести к распространению инвазивных кустарников, которые уже активно перемещаются на север".
По словам ученого, такие изменения могут уменьшить способность северных лесов производить древесину, поддерживать разнообразие растений, микробов и животных, сдерживать наводнения и, что, возможно, наиболее важно, вычищать углерод из воздуха и удерживать его в древесине и почве.