Новая модель показывает тенденцию к сокращению лесного покрова в более тёплых регионах и его увеличению в более холодных.
Бореальные леса составляют крупнейший в мире наземный биом — обширный ландшафт, окружающий высокие широты Северного полушария. Обилие деревьев в этой малонаселённой дикой местности помогает поддерживать стабильный климат Земли.
Однако по мере того, как Земля неуклонно теплеет, бореальные леса станут свидетелями существенного изменения в распределении деревьев, согласно новому исследованию, опубликованному в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Мы говорим не просто об изменении нескольких участков деревьев», — сказал соавтор Ронни Ротбарт (Ronny Rotbarth), который был аспирантом в Университете Вагенингена и Исследовательском центре в Нидерландах, когда он проводил исследование, а сейчас является научным сотрудником Фрайбургского университета в Германии. «Здесь мы говорим о том, что все Северное полушарие кардинально изменится из-за изменения климата, которое мы вызвали».
Взгляд в будущее
Южные, более тёплые части бореальных лесов характеризуются густым лесным покровом. По мере того, как биом простирается в Арктику, падение температуры подавляет такую плотность и превращает пышные леса в редкие редколесья.
В новом исследовании Ротбарт и его коллеги-исследователи проанализировали распределение деревьев в бореальном биоме с 2000 по 2020 гг. Они использовали подход стохастического моделирования с использованием спектрорадиометра визуализации умеренного разрешения (MODIS), датчика на спутниках NASA Terra и Aqua.
«Это было прекрасное использование долгосрочных спутниковых данных, и оно согласуется с другими работами, которые были проделаны в последние годы», — сказал Логан Бернер (Logan Berner), лесной эколог, изучающий биом арктической тундры в Университете Северной Аризоны и не принимавший участия в исследовании.
Исследователи использовали данные наблюдений за 21 год для моделирования изменений в десятилетиях, предшествующих 2100 году. Их модели показали тенденцию к уменьшению лесного покрова в более тёплых регионах и его увеличению в более холодных.
Эти изменения могут привести к переходу от бимодального распределения деревьев, связанного с температурой, к унимодальному состоянию открытого леса с 30%–50% лесного покрова до конца столетия. Это распределение намного ниже, чем более 60% лесного покрова, который в настоящее время имеют более тёплые бореальные леса, и выше, чем 5%–15% лесного покрова в более холодных лесах.
«Мы этого не ожидали», — сказал Ротбарт. «Что было довольно удивительно, так это скорость… с которой некоторые из этих более открытых, более холодных бореальных лесов становятся гуще». Моделирование авторов предполагает, что более холодные леса будут испытывать до 4% увеличения лесного покрова каждое десятилетие.
Выбросы углерода и другие каскадные эффекты
Но изменения в древесном покрове — это только часть истории.
Изменения в распределении деревьев, вызванные температурой, могут привести к изменениям в способности бореальных лесов хранить углерод, отмечают авторы. В южном регионе потеря древесного покрова означает потерю биомассы углерода. Между тем, по мере таяния многолетней мерзлоты, подстилающей северные леса, она пробуждает активность подземных микробов, которые могут расщеплять органические материалы, высвобождая углерод в атмосферу.
Эта потеря хранения углерода превысит объём биомассы, полученной древесным покровом в более холодном регионе, объяснил Бернер. Исследователи прогнозируют прирост углерода на 11,4%, или 17,7 гигатонн, к 2100 году.
Переход к открытому лесу будет иметь другие каскадные эффекты, включая сокращение биоразнообразия и доступности воды, сказала Зои Пьеррат (Zoe Pierrat), научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА, которая не участвовала в исследовании, но была соавтором комментария к нему.
«Для меня наибольшую озабоченность вызывают потенциальные воздействия на режимы лесных пожаров», — сказала Пьерра.
Она объяснила, что одним из главных климатических факторов лесных пожаров в бореальной зоне является нехватка доступной воды из-за таяния снега и повышение температуры. Весной растаявший снег создает большой запас воды, который деревья могут впитать по мере роста летом. К осени эти деревья могут исчерпать запас воды и высохнуть, создав идеальные условия для возгорания.
Движение вперёд в меняющейся экосистеме
«Температура сама по себе не полностью объясняет, как климат регулирует или контролирует экосистему», — признал Бернер.
Несмотря на новизну результатов исследования, продолжил он, включение более широкого набора прогнозов климатических моделей (например, как климат влияет на поведение организмов) может усилить выводы и помочь учёным лучше понять далеко идущие последствия будущего климата.
Для Ротбарта надежда всё ещё есть. «Мы не должны переставать напоминать себе, что мы оказываем такое влияние на нашу планету», — сказал он. Один из «главных вопросов, на которые нам нужно ответить в ближайшие годы, — что мы можем сделать с этими лесами, чтобы они могли противостоять изменению климата и растущему давлению со стороны экологических нарушений, таких как пожары».
Ссылка: https://eos.org/articles/boreal-forests-may-be-on-the-move