Можно ли спасти лес? Прогнозирование гибели или восстановления лесов после засухи
Исследователи из UC Davis разработали метод, позволяющий предсказать, какие леса смогут выжить в условиях будущих засух. Их подход связывает количество осадков с ростом деревьев и поможет принимать решения о распределении ресурсов, поскольку изменение климата влияет на режимы снега и дождя, от которых зависит здоровье лесов.
«Если лес сейчас в порядке, но мы знаем, что в будущем он, вероятно, будет получать лишь половину от прежней средней нормы осадков, мы можем рассчитать вероятность его гибели», — говорит Джесси Ау, постдок из Департамента наук о растениях.
Разработанный инструмент будет полезен всем, кто управляет лесами или использует их для хранения углерода из атмосферы. Это становится особенно актуально, поскольку компании всё чаще инвестируют в лесные угодья для компенсации выбросов парниковых газов. Деревья поглощают углекислый газ из воздуха и превращают углерод в пищу, запасая его в стволах, корнях и листьях.
Однако для этого процесса деревьям нужна вода. При её недостатке они какое-то время могут жить за счёт запасов углерода. Подобно голодающему человеку, который сначала расходует жир, а затем потребляет собственные мышцы, деревья в итоге достигают переломного момента. Либо возвращаются дожди, и деревья восстанавливаются, либо засуха продолжается, и лес погибает от голода.
Ау и её команда обнаружили этот переломный момент, изучая лес в южной части Сьерра-Невады в Калифорнии, опустошённый засухой. В годы после рекордной засухи 2012–2015 там, как и по всему американскому Западу, погибли миллионы деревьев. Команда связала изменения в количестве осадков в тот период с внутренними процессами в деревьях и показала временной лаг между стрессом от засухи и реакцией деревьев.
Статья, описывающая эту связь и адаптированный инструмент для оценки шансов леса на выживание, опубликована в журнале Global Change Biology.
Отслеживание «скольжения к гибели» в реальном времени
В своём исследовании команда Ау анализировала осадки, влажность почвы и температуру в лесу, а также измеряла количество поглощаемого деревьями CO2. Используя новую методологию CARDAMOM, они связали эту информацию, чтобы определить, сколько углерода деревья направляют в свои резервы (древесину, корни, листья), и проследили, как эти запасы истощались по мере продолжения засухи.
Они обнаружили, что когда засуха началась в 2012 году, деревья ещё несколько лет выглядели нормально, существуя за счёт резервов. Однако к 2015 году был пройден переломный момент: запасы истощились, и 80% деревьев в этом лесу оказались функционально мертвыми — они больше не могли преобразовывать CO2 в пищу.
По мере дальнейшего развития методологии CARDAMOM она сможет предоставлять ещё больше информации о процессах внутри деревьев во время засухи и других стрессов, а также прогнозировать, как лес справится с будущими засухами.
«С помощью этой новой методологии мы теперь можем связать засуху с последующей гибелью деревьев и дать количественную оценку этому риску. Это помогает нам выявлять уязвимые участки и определять, можно ли их спасти», — отмечает Ау.