Badania pokazują, że najzimniejsze lasy Ziemi przesuwają się na północ wraz ze zmianami klimatu

Nowe badania przeprowadzone przez Uniwersytet Północnej Arizony pokazują, że rosnące temperatury powodują przesuwanie się najzimniejszych lasów Ziemi na północ, budząc obawy dotyczące bioróżnorodności, zwiększonego ryzyka pożarów i rosnącego wpływu zmian klimatycznych na społeczności na północy.

Logan Berner, adiunkt naukowy w Szkole Informatyki, Informatyki i Systemów Elektronicznych (SICCS) oraz Scott Goetz, profesor i dyrektor Regent Laboratorium geodezyjneautor artykułu,Obserwacje satelitarne dokumentują trendy zgodne z transformacją lasów borealnychLas borealny to pasmo odpornych na zimno drzew iglastych, które rozciągają się na prawie 9 000 mil w północnej Ameryce Północnej i Eurazji. Reprezentuje prawie jedną czwartą powierzchni lasów na Ziemi i jest najzimniejszym regionem leśnym, chociaż często szybko się nagrzewa.

W tym badaniu naukowcy wykorzystali 40-letnie obserwacje satelitarne o średniej rozdzielczości (30 m) i kilka zestawów danych geoprzestrzennych związanych z klimatem lasu borealnego, a także ocenili, gdzie i dlaczego w ostatnich dziesięcioleciach znajdowała się zielona i brązowa roślinność. „Zazielenienie” odnosi się do wyższego tempa wzrostu roślinności, które może wystąpić, gdy ocieplenie klimatu sprzyja wzrostowi drzew i krzewów, co obserwuje się w pobliżu arktycznych i alpejskich zadrzewień. Brązowienie odnosi się do niższych wskaźników wzrostu roślinności i potencjalnej śmierci roślinności, na przykład w cieplejszych i suchszych warunkach zahamowania wzrostu i zabicia drzew.

„Pojawiają się dowody na to, że zmiany klimatyczne powodują ekspansję drzew i krzewów borealnych w arktycznej i alpejskiej tundrze, jednocześnie powodując zwiększony stres i obumieranie drzew wzdłuż ciepłych południowych krawędzi lasów borealnych” – powiedział Berner. „Ta dynamika może prowadzić do stopniowego przesunięcia na północ zasięgu geograficznego biomu lasu borealnego, ale zakres, w jakim takie zmiany faktycznie wystąpiły, pozostaje niejasny”.

To, co znaleźli, nie było właściwie niespodzianką. Rośliny stały się bardziej zielone na większości chłodnych brzegów borealnego lasu; Cieplejsze warunki zwiększyły wzrost roślinności i umożliwiły drzewom i krzewom ekspansję do tundry arktycznej i alpejskiej. Odwrotnie, roślinność stała się bardziej brązowa wzdłuż części ciepłych południowych krawędzi tego biomu w wyniku gorętszych i suchszych warunków zwiększających stres i śmierć drzew. Co ciekawe, powiedział Berner, bardziej prawdopodobne jest, że roślinność stanie się bardziej zielona na obszarach o wyższym poziomie azotu w glebie, co sugeruje, że dostępność składników odżywczych w glebie jest ważnym ograniczeniem reakcji roślinności północnej na zmiany klimatu.

„Ekosystem lasów borealnych zmieniał się na wiele sposobów w ciągu ostatnich dziesięcioleci, a zmiany te są często związane ze zwiększonym wzburzeniem pożarów” – powiedział Goetz. „Tutaj celowo skupiliśmy się na obszarach, które nie zostały ostatnio naruszone przez pożar, abyśmy mogli ekstrapolować wpływ zmian klimatu. Nasze hipotezy dotyczące tego, co się stanie, zostały zweryfikowane przez tę analizę – lasy stały się bardziej produktywne w chłodniejszych regionach borealnych i wyższych wysokości i stał się mniej produktywny w wyniku grudek wody. Gorące i suche powietrze w cieplejszych regionach i na południu. W pełni spodziewamy się, że będzie to kontynuowane i prawdopodobnie nasili się w nadchodzących latach.

Co oznacza zmieniający się biom lasu

Zmiany w roślinności mogą wpływać na bioróżnorodność roślin i zwierząt, zwłaszcza gatunków takich jak koziorożce i łosie, które mają szczególne preferencje żerowe (np. krzewy i drzewa liściaste). Te dzikie gatunki są ważnym źródłem pożywienia dla społeczności żyjących w ekoregionie tundry. Zmiany w pokrywie roślinnej wzdłuż północnych i południowych krawędzi lasów borealnych wpłyną na systemy pożarów, potencjalnie zwiększając ryzyko bardziej intensywnych pożarów. Zmiany w roślinności wpływają również na stabilność bogatej w węgiel wiecznej zmarzliny i absorpcję energii słonecznej na powierzchni Ziemi w sposób, który może przyspieszyć ocieplenie klimatu. Co więcej, zwiększona śmiertelność drzew może mieć dalekosiężny wpływ na produkty leśne, prowadząc jednocześnie do dalszej degradacji półciągłej i przerywanej wiecznej zmarzliny.

Te przyszłe skutki nie ograniczają się do obszaru geograficznego wokół lasu.

„Zasadniczo emisje gazów cieplarnianych z działalności człowieka ocieplają klimat Ziemi, co z kolei powoduje przesunięcie lasu borealnego na północ, a także wpływa na inne ekosystemy na całej planecie” – powiedział Berner. Aby ograniczyć negatywne skutki zmiany klimatu, potrzebne są wysiłki na rzecz znacznego ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, zwłaszcza w odniesieniu do zużycia paliw kopalnych i wylesiania. Ponadto społeczności północne muszą zaplanować potencjalne zmiany w roślinności, które mogą wpłynąć na dostępność zasobów (takich jak dzika przyroda i drewno) oraz ryzyko pożarów.”

Niniejsze badanie jest częścią większej inicjatywy finansowanej przez Eksperyment NASA wokół północnego bieguna słabości (POWYŻEJ), który będzie obejmował dalsze wysiłki w celu zrozumienia zakresu, natury, przyczyny i konsekwencji transformacji powstającego biomu borealnego. Goetz jest liderem naukowym w firmie ABoVE.