Как леса справляются с одновременным воздействием нескольких стрессоров?

В 2016 году леса на северо-востоке США испытали двойной удар: экстремальную засуху и нашествие гусениц непарного шелкопряда, которые уничтожили огромную часть листвы дубов в регионе. Восточный Коннектикут, большая часть Род-Айленда и обширные территории центрального Массачусетса пострадали особенно сильно. Поскольку с изменением климата подобное наложение нарушений (комбинированные нарушения) ожидается всё чаще, важно понять, как леса на них реагируют.

Исследователи под руководством доцента Роберта Фэхи из Университета Коннектикута изучили это взаимодействие и его влияние на дефолиацию (потерю листвы) и смертность деревьев. Результаты опубликованы в журналах International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation и Forest Ecology and Management.

Методы исследования

Учёные использовали полевые и дистанционные методы:

• Сбор кернов (цилиндрических образцов) из стволов деревьев для оценки накопления биомассы до и после нарушений.
• Натурные обследования смертности деревьев на участках исследования.
• Сравнение полевых данных со спутниковыми снимками Landsat (разрешение 30×30 метров) для разработки метода удалённой оценки смертности с помощью машинного обучения.

Результаты

1. Метод дистанционного зондирования позволил предсказать от 60% до 80% смертности в пределах пикселя спутника. Этот подход может стать полезным инструментом для оперативной оценки состояния лесов.
2. Главный фактор, повлиявший на смертность деревьев, — это многолетняя дефолиация. Частота повреждения оказалась важнее, чем время его наступления в течение сезона.
3. Засуха 2016 года (возможно, самая сильная в Новой Англии с 1960-х годов) сыграла сложную роль:
   • Она способствовала вспышке численности непарного шелкопряда, так как подавила грибок, который обычно контролирует популяцию гусениц.
   • Она ослабила деревья, сделав их более уязвимыми.
   • Однако её прямая связь с итоговой смертностью деревьев чётко не проявилась в данных, возможно, из-за того, что засуха была повсеместной и не было "контрольной" территории без неё.

Выводы и дальнейшие исследования

Изменение климата ведёт к увеличению частоты, силы и числа взаимодействий между различными нарушениями (засуха, вредители, патогены). Понимание эффекта комбинированных нарушений необходимо для прогнозирования будущего лесов и экосистем региона.

Сейчас учёные анализируют тысячи собранных древесных кернов, чтобы оценить:

• Общую реакцию леса на нарушение (продуктивность, секвестрацию углерода).
• Влияние скорости роста деревьев до нарушения на их выживаемость.

«Частота, тяжесть и характер нарушений, влияющих на наши леса, меняются из-за последствий изменения климата и других стрессоров, таких как инвазивные вредители и патогены, — говорит Роберт Фэхи. — Эти изменения приводят к более частым взаимодействиям между нарушениями, и понимание того, как комбинированные нарушения влияют на наши леса, будет важной частью прогнозирования будущего нашего региона и его экосистем».