Forskere undersøger, hvordan skovene ændrer sig som reaktion på den globale opvarmning

I takt med at klimaet ændrer sig, det er også verdens skove. Fra de tågede redwoods i vest til Blue Ridge-skoven i Appalachia, mange sylviske økosystemer tilpasser sig tørre forhold.

Ved at bruge U.S. Forest Service Forest Inventory and Analysis-databasen, forskere ved UC Santa Barbara, University of Utah og U.S. Forest Service har undersøgt, hvordan træsamfundenes træk ændrer sig på tværs af det sammenhængende USA. Resultaterne, offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences , angiver, at fællesskaber, især i mere tørre områder, bliver mere tørketolerante, primært gennem død af mindre hårdføre træer.

For at forstå, hvad der kan være årsagen til ændringer i skovenes evne til at klare klimaændringer, forskerne betragtede to fysiologiske hovedtræk:en arts gennemsnitlige tolerance over for vandstress, og hvor tæt denne var på dens maksimale tolerance (i det væsentlige hvor meget slingreplads den havde, når den håndterede vandstress).

"Vi sætter grundlæggende et tal på, hvad artssammensætning betyder i forhold til deres evne til at håndtere vandstress, " sagde hovedforfatter Anna Trugman, en adjunkt i UC Santa Barbaras Institut for Geografi.

Heldigvis for holdet, det amerikanske landbrugsministerium sporer træarter, størrelse og overflod i mere end 160, 000 skovparceller tilfældigt fordelt over hele landet. Hvad mere er, U.S. Forest Service Forest Inventory and Analysis-databasen omfatter over 200 forskellige typer økosystemer lige fra tørre pinyon-fyrskove til cypresssumpe, og atlantiske løvtræsskove til de tempererede regnskove i det nordvestlige Stillehav.

Trugman og hendes kolleger matchede de egenskaber, de var interesserede i, med artsoverfloden i disse parceller. Så brugte de dette til at beregne en vægtet gennemsnitsværdi for fællesskabet af træer i hvert parcel, hvilket i det væsentlige svarede til samfundets tørketolerance. Da disse grunde undersøges hvert femte til tiende år, forskerne kunne spore ændringer i sammensætningen af ​​samfundsegenskaber og relatere disse til trædødelighed, rekruttering og klima.

Der er to måder et samfund kan blive mere tørketolerant på:Mindre hårdføre træer kan dø, eller mere modstandsdygtige træer kan vokse hurtigere. Begge resulterer i et fællesskab, der generelt er hårdere.

Trugman fandt ud af, at det primært var døden af ​​mindre robuste træer, der drev skifterne mod større tørketolerance, selvom hun bemærker, at virkningerne af rekruttering af unge træer har været mindre tydelige over så kort et tidsrum. Hun bemærkede også, at omfanget af egenskaber i et givet plot ikke automatisk korrelerede med antallet af tilstedeværende arter. "Du har ikke nødvendigvis en større rækkevidde i strategier, hvis du har flere arter, " hun sagde.

For eksempel, det østlige USA oplever ikke så meget rutinemæssig tørkestress som dets vestlige modstykke, men den har relativt høj artsdiversitet. Som resultat, de fleste af træerne har lignende strategier til at klare vandstress. Sammenlign det med sydvest, hvor der er arter, der lever sammen, og som har en række strategier til at håndtere tørke, på trods af at mange parceller generelt har relativt lav artsdiversitet.

Kort over planteegenskaber er nyttige for forskere, fordi de informerer de modeller, der forudsiger, hvordan klimaændringer vil påvirke landskabet, Trugman forklarede. Egenskabskortene hjælper forskere med at vurdere misforholdet mellem klimaegnethed og samfundets nuværende egenskabssammensætning.

Trugmans undersøgelse refererer til denne ændring i et samfunds træk som "egenskabshastigheden." Jo hurtigere ændringen er, jo hurtigere hastighed. Tilsvarende videnskabsmænd, der studerer ændringen i et områdes klimatiske forhold, henviser til ændringen over tid som "klimahastigheden". Intuitivt, de to satser burde hænge sammen, med samfund og økosystemer, der ændrer sig for at tilpasse sig det skiftende klima i regionen.

"Men du kan faktisk have et misforhold mellem disse to, " sagde Trugman. "Din egenskabshastighed kan være meget langsommere end din klimahastighed, i så fald vil træerne på det pågældende sted ikke være særligt velegnede til det nye klima." Med andre ord, træerne overlever måske lige nu, men de vil ikke vokse eller formere sig.

Det er muligt, at forskerne ikke kunne se nogen ændring i egenskaber overhovedet, bemærkede Truman. Og selvom dette måske lyder mere håbefuldt, i virkeligheden ville det indikere, at noget forhindrede samfundene i at tilpasse sig – måske et tab af arter eller genetisk diversitet, eller simpelthen fraværet af mere modstandsdygtige arter i nærheden, der kan give frø.

På den anden side, Trugman så accelererede egenskabshastigheder i mere tørre områder. Denne undersøgelse var en første gennemgang; hun planlægger at undersøge forholdet mellem egenskaber og klimahastigheder yderligere i fremtidig forskning.

Samlet set, resultaterne indikerer, at skovene er ved at flytte til samfund, der kan klare større gennemsnitlig vandstress samt mere variation i vandstress. Dette bør buffere skovene mod nogle af virkningerne af klimaændringer, i hvert fald på kort sigt, ifølge Trugman.

"Ultimativt, " hun sagde, "Vi ønsker at sætte egenskabshastigheder og klimahastigheder i en sammenlignelig sammenhæng for at forstå, hvordan uoverensstemmelser mellem de to vil påvirke vores skove."