Леса не успевают за изменением климата: адаптация займёт столетия

Экологи обеспокоены, что лесные экосистемы не смогут угнаться за быстрыми климатическими изменениями, что угрожает их здоровью и продуктивности. До ускорения изменений в прошлом веке популяции деревьев в Северном полушарии адаптировались к холодным и тёплым периодам на протяжении тысяч лет.

Во время наступления ледниковых периодов популяции деревьев мигрировали на юг в поисках тепла, а их семена разносились ветром и животными. При последующем потеплении виды мигрировали на север. Однако зрелые деревья — долгоживущие организмы, и их популяции не могут перемещаться быстро.

Нынешние климатические изменения происходят быстрее, чем многие леса способны адаптироваться, создавая разрыв между скоростью потепления и естественной адаптацией лесов.

Исследование в журнале Science показывает, что у лесов существует лаг в один-два столетия для смены популяций деревьев в ответ на изменение климата. Об этом сообщил ведущий автор работы Дэвид Фастович, постдок из Сиракузского университета.

Команда поставила цель определить временные масштабы реакции популяций деревьев на климатические изменения, изучив данные пыльцы из кернов озёрных отложений возрастом до 600 000 лет.

«Мы знали, что эти временные лаги существуют, но никто не мог дать точную цифру», — говорит Фастович. — «Теперь мы знаем, что через один-два века — что очень близко к средней продолжительности жизни дерева — целые лесные экосистемы начинают меняться, поскольку деревья отмирают и замещаются в ответ на климат».

Исследователи применили спектральный анализ — статистический метод, распространённый в физике и инженерии, — для изучения долгосрочных экологических данных. Это позволило сравнить взаимосвязь между популяциями деревьев и климатом в масштабах от десятилетий до тысячелетий.

Одной из целей было понять, насколько точно миграции популяций деревьев, их гибель и нарушения (например, лесные пожары) соответствуют климатическим изменениям во времени.

Спектральный анализ предоставляет новый унифицированный статистический подход, который связывает, как естественная адаптация леса развивается от дней до тысяч лет.

«Это даёт нам общий язык для экологов, палеоэкологов и палеобиологов, чтобы обсуждать эти изменения, независимо от того, изучаем ли мы леса в годовом или тысячелетнем масштабе», — отмечает Фастович.

Исследователи обнаружили, что в масштабах лет и десятилетий леса обычно меняются медленно. Однако примерно через восемь столетий изменения в лесах становятся более значительными и связаны с естественной климатической изменчивостью.

«С помощью этой новой техники мы можем рассматривать экологические процессы на любых временных масштабах и их взаимосвязь», — говорит Фастович. — «Мы можем понять, как взаимодействуют распространение и изменения популяций, вызывая трансформацию леса от десятилетий до столетий и даже дольше. Такого раньше не делалось».

Исследование также предполагает, что для сохранения здоровья лесов потребуется больше человеческого вмешательства. Помощь в миграции (assisted migration) может стать эффективным инструментом. Эта практика предполагает высадку деревьев из более тёплого климата в традиционно холодных регионах, чтобы помочь лесам адаптироваться и процветать, несмотря на потепление их среды обитания.

Фастович подчёркивает, что адаптация лесов к климату будет медленным и сложным процессом, требующим тонких, долгосрочных стратегий управления.

«Существует несоответствие между временными масштабами, в которых леса меняются естественным образом, и тем, что происходит сегодня с изменением климата», — говорит Фастович. — «Изменения на уровне популяций будут недостаточно быстрыми, чтобы сохранить леса, которые нам дороги. Помощь в миграции — это один из многих инструментов, чтобы сохранить ценные леса на более долгий срок».