Лесам на востоке Соединенных Штатов, возможно, было легче по сравнению с их западными аналогами, с интенсивными, продолжительными засухами и лесными пожарами, которые стали типичными для запада в последние годы. Но поскольку климат со временем меняется, восточные леса, вероятно, также будут испытывать более длительные засухи. И хотя лесные пожары сравнительно редки, на востоке все чаще используются предписывающие пожары. Как эти леса будут жить в будущем? Новое исследование Университета Иллинойса дает ответы.
Исследование, опубликованное в журнале Functional Ecology, было сосредоточено на комбинированном воздействии огня и засухи на саженцы белого дуба - засухоустойчивый вид - в Национальном лесу Шони на юге Иллинойса. Способность молодых деревьев противостоять обоим факторам стресса может предсказать судьбу лесов в меняющемся климате.
Важно спросить, как огонь повлияет на леса в более теплых и сухих условиях. Будут ли леса, подвергшиеся пожарам, функционировать по-другому? Превратятся ли они во что-то, что больше похоже на саванну или лесной массив, потому что меньше молодых деревьев приживается и выживает «В западных лесах некоторые виды деревьев не восстанавливаются после пожара. Наше исследование дает представление о том, почему это могло произойти», - говорит Дженнифер Фратерриго, доцент кафедры природных ресурсов и наук об окружающей среде Университета штата Иллинойс и соавтор исследования. -автор.
Ведущий автор Тайлер Рефсланд, аспирант лаборатории Fraterrigo, сравнил натуральные и посаженные саженцы белого дуба, которые либо возникли в результате недавнего предписанного пожара (или искусственного пожара, в случае посаженных саженцев), либо остались невредимыми. Для каждого набора растений он либо накладывал засуху, накрывая саженцы прозрачным брезентом, либо позволял естественным осадкам выпадать на землю.
Эксперимент был разработан для проверки двух очень разных гипотез: огонь действительно помогает молодым деревьям противостоять засухе, удаляя листья, тем самым уменьшая потерю воды через эти листья; и этот пожар усугубляет стресс от засухи, создавая более теплые и сухие местные условия и делая азот менее доступным для молодых деревьев.
Удивительно, но обе гипотезы подтвердились. Однако польза от удаления листьев была временной и недостаточно сильной, чтобы преодолеть склонность пожаров к неблагоприятным условиям окружающей среды, связанным с засухой.
«Пожар усугубил вызванное засухой снижение роста этих небольших деревьев, поскольку способствовал созданию более теплого и сухого микроклимата», - говорит Рефсланд.
Удалив некоторые из низкорослых лесных растений, которые могли укрывать молодые дубы, огонь привел к повышению температуры воздуха и увеличению дефицита давления пара - мера того, насколько сухой воздух и насколько велика вероятность того, что растения погибнут. вода из листьев. Исследователи предполагают, что в меняющемся климате комбинированное воздействие засухи и повторяющихся пожаров может иметь долгосрочные последствия для молодых деревьев, даже для засухоустойчивых видов. А без здоровой молоди восстановление леса может оказаться под угрозой.
Исследователи отмечают, что результаты могут помочь землевладельцам предсказать, как деревья разного размера могут реагировать на засуху в лесах, управляемых пожарами. Например, они определили порог размера, ниже которого отрастающие деревья с большей вероятностью пострадают от последствий засушливых условий, вызванных пожарами: 0,4 квадратных сантиметра в диаметре, примерно одна десятая размера почтовой марки..
«Лесоводы давно знают о пороговых размерах, позволяющих избежать гибели от пожара. Однако то, что маленькие, отрастающие деревья более уязвимы к засухе, чем крупные, является важным новым открытием», - говорит Фратерриго. «Таким образом, это исследование дает ценные рекомендации ученым и менеджерам лесного хозяйства, которые работают над адаптацией управленческой деятельности к будущему, которое, вероятно, будет более теплым и засушливым. Такую информацию можно использовать для создания более устойчивых лесов в долгосрочной перспективе».