Со всеми дискуссиями о последствиях глобального изменения климата новые исследования показывают, что еще один тип климата является важным фактором в восстановлении региональных сосновых деревьев после засухи - микроклимат..
Микроклимат - это локальный климат внутри более крупного, например, в прохладном каньоне на юго-западе пустыни. Эти микроклиматы возникают из-за местных различий в ландшафте и существующей растительности, которые контролируют температуру, характер ветра, влажность и доступную воду. Физические тонкости создают меньшие среды на уровне земли, называемые микросайтами, которые часто необходимы для поддержки отдельных форм жизни, таких как сосна.
Пиньоны являются неотъемлемой частью процессов, которые контролируют колебания воды и энергии на юго-западе. Деревья также хранят большое количество углерода для региона. Сосна пиньон издавна давала пищу - кедровые орехи, из которых делали песто - убежище и другие продукты для людей и животных.
«Недавние засухи привели к повсеместной гибели кедровых сосен на большей части юго-запада США», - сказала Миранда Редмонд, доцент CSU и ведущий автор исследования. «Наша команда была очень заинтересована в том, вернутся ли эти леса и как местные факторы окружающей среды влияют на их восстановление».
Редмонд сотрудничал в этом исследовании с профессором Питером Вайсбергом из Университета Невады в Рино, профессором-исследователем Нилом Коббом из Университета Северной Аризоны и доцентом-исследователем Майклом Клиффордом из Научно-исследовательского института пустыни.
В ходе исследования они изучили, как следующее поколение сосновых деревьев восстанавливается после сильной засухи в 2002-2004 годах, вызвавшей массовую гибель взрослых деревьев. Команда определила, что устойчивость кедровой сосны варьируется в зависимости от ландшафта, потому что микроклимат должен соответствовать определенным условиям, чтобы способствовать регенерации молодых саженцев и выживанию молодых деревьев.
Выводы опубликованы в Журнале экологии 7 ноября.
Критерии микроклимата
Участки исследования были разбросаны по 5 000 квадратных миль сосново-можжевеловых лесов в Колорадо, Нью-Мексико и Аризоне, чтобы зафиксировать широкий диапазон высот и уклонов почвы, в которых эти деревья укореняются. была необходима для определения зон микроклимата, наиболее подходящих для восстановления в этих лесных массивах, которые занимают более 50 000 квадратных миль только в районе Четырех Углов.
«Хорошая новость заключается в том, что, несмотря на то, что были участки с минимальной регенерацией, были также участки, где произрастало большое количество сосновой сосны», - сказал Редмонд. «Эти области, как правило, были более прохладными и влажными, с более высоким древесным покровом».
Исследователи определили четыре фактора, которые определяют потенциал восстановления популяций кедровой сосны после периода продолжительной засухи:
- Местный более прохладный и влажный климат с большей влагоемкостью почвы
- Полог кроны деревьев обеспечивает затененные микроучастки
- Много старых молодых деревьев, переживших засуху
- Взрослые сосновые деревья с высокой продуктивностью семян, которые также пережили засуху.
Эти одновременные требования кажутся невозможными после высокой смертности деревьев, но Редмонд сказал, что тот факт, что районы все еще соответствуют этим критериям, означает, что у многих молодых деревьев есть шанс восстановить лесные массивы и избежать более мрачной участи своих предков.
Конкурс микросайтов
Сосновые сосны зависят от микроклимата, который определяет микроучастки на уровне земли, на которых они растут. Общим знаменателем, который, по-видимому, определяет наличие или отсутствие устойчивости на уровне отдельного дерева, была тень.
Затененные микроучастки, обнаруженные под пологом зрелой сосны (или верхним ярусом), имеют более низкую температуру почвы и сохраняют более высокое содержание влаги в почве, что имеет основополагающее значение для регенерации новых деревьев. Количество тени было значительно уменьшено в районах, где пострадало больше всего сосновых сосен. Команда Редмонда сравнила саженцы пиньона и молодые деревья из разных районов, чтобы увидеть, как больше солнечного света влияет на их микроучастки, и получила интересный результат.
Shade выполнял еще одну косвенную функцию. Эти немного более темные и прохладные участки не позволяли любящим солнце травам распространяться на подходящие места для регенерации сосен. Несмотря на то, что сосновые деревья, как правило, хорошо приспособлены к сухой жаре юго-запада, травы еще лучше, что делает их одной из потенциальных угроз царству сосновых сосен.
«Травы, по-видимому, конкурируют с молодыми сосновыми растениями, что позволяет предположить, что смертность заросших деревьев может неблагоприятно повлиять на пополнение сосновых растений, если на этих микросайтах произойдет сильное проникновение травы». - сказал Редмонд.
Еще одним соперником может быть содоминантное дерево в сосново-можжевеловых экосистемах. В целом можжевеловые деревья противостоят засухе лучше, чем кедровая сосна, и исследования зафиксировали регенерацию можжевельника на травянистых участках. Отсутствие этой адаптации может в конечном итоге стать недостатком для пиньонных сосен, но на данный момент существующие микросайты обеспечивают как наступательную, так и оборонительную тактику, необходимую для защиты своей земли от посягательств травы.
Неопределенное будущее
Недавняя засуха не затронула в равной степени все кедровые сосны на юго-западе. Эта изменчивость от места к месту и от штата к штату вдохновила исследовательскую группу на проведение этого исследования в гораздо большем масштабе. Показатели устойчивости, которые они определили, сузили регион до небольших мест, которые в настоящее время все еще устойчивы.
Их результаты предлагают основное объяснение научных утверждений о том, что недавняя засуха была всего лишь привкусом того, что потепление климата может сделать с экосистемами соснового можжевельника. Трудно предсказать, могут ли и как быстро эти области устойчивости сократиться в течение века. Редмонд сказал, что нынешние тенденции к потеплению могут сократить количество районов с микроклиматом, благоприятным для будущего восстановления кедровой сосны, не если, а когда произойдет следующая засуха.
«Из-за недавних климатических изменений и прогнозируемых изменений климата в этих юго-западных экосистемах, вероятно, произойдут действительно серьезные изменения растительности», - сказала она
Возможность устойчивости к засухе на юго-западе может исчезнуть, если это так.