Новое исследование показывает, что ущерб, нанесенный деревьям в Пуэрто-Рико ураганом «Мария», был беспрецедентным в наше время, и предполагает, что более частые сильные штормы, вызванные потеплением климата, могут навсегда изменить леса не только здесь, но и на многих других территориях. из атлантических тропиков. В результате может пострадать биоразнообразие, и в атмосферу может попасть больше углерода, говорят авторы. Исследование опубликовано на этой неделе в журнале Nature Communications.
Ураган Мария не только уничтожил гораздо больше деревьев, чем любой ранее изученный шторм; больше всего пострадали большие старые деревья, считавшиеся особенно устойчивыми к бурям. Ведущий автор Мария Уриарте, преподаватель Института Земли Колумбийского университета, сказала, что, поскольку прогнозируется усиление ураганов с потеплением климата, ущерб, вероятно, предвещает новые подобные события. «Эти ураганы убьют больше деревьев. Они сломают больше деревьев. Факторы, которые защищали многие деревья в прошлом, больше не действуют», - сказала она. «Леса станут короче и меньше, потому что не успеют отрасти, и станут менее разнообразными».
Когда Мария попала в Пуэрто-Рико в октябре 2017 года, она была отнесена к категории 4 с ветром до 155 миль в час и местами до трех футов дождя. Многие деревья были лишены листвы, сломаны пополам или вырваны из земли. Самый сильный шторм, обрушившийся на остров с 1928 года, погубил или серьезно повредил от 20 до 40 миллионов деревьев.
Уриарте, который последние 15 лет наблюдал за ростом и гибелью деревьев в Пуэрто-Рико, вернулся вскоре после урагана и начал документировать его последствия. Для нового исследования она и двое ее коллег сосредоточились на участке площадью 40 акров национального леса Эль-Юнке, недалеко от столицы Сан-Хуана, за которым с 1990 года интенсивно наблюдали несколько групп. Этот долгосрочный мониторинг позволил Уриарте и ее коллеги сравнили ущерб от Марии с ущербом от прошлых ураганов, включая ураган Хьюго 1989 года и ураган Джорджес 1998 года - штормы категории 3, но единственные вещи, даже близкие к Марии в последнее время.
Они обнаружили, что Мария погубила в два раза больше деревьев, чем предыдущие ураганы, и сломала в три раза больше стволов. Некоторые виды пострадали гораздо сильнее: частота поломок в 12 раз превышала показатели предыдущих штормов. Вызывает тревогу то, что это, как правило, самые медленнорастущие, самые ценные лиственные породы, которые в прошлом были наиболее устойчивыми к сильным штормам: возвышающиеся табонуко, похожие на красное дерево, с большими кронами, ценившиеся для изготовления мебели и строительства лодок, и толстые аусубо, чья древесина такой плотный, что не тонет в воде. Эти и другие большие деревья обеспечивают среду обитания для многих птиц и других существ, которых нет у более мелких деревьев. По словам Уриарте, примерно половина деревьев со сломанными стволами погибнет в течение двух-трех лет.
Тем не менее, несколько видов хорошо пережили все бури, и один из них выделялся: обыкновенная сьерра-пальма, чей тонкий, гибкий ствол сгибается от ветра и быстро прорастает, как трава, из его вершины, если он теряет листву.. Уриарте считает, что пальмы и несколько видов-первопроходцев, способных быстро укореняться и расти после штормов, могут стать будущим лесов атлантических тропиков и субтропиков. «Это приведет к образованию лесов с более низкой высотой и менее разнообразными видами, в которых преобладает несколько устойчивых видов», - сказала она..
Тропические циклоны черпают энергию из тепла океана. Температура в Атлантике уже повышается, и модели предсказывают, что к 2100 году максимальные устойчивые ураганные ветры могут увеличиться на целых 15 процентов. Более теплый воздух также содержит больше влаги, поэтому количество осадков может увеличиться на 20% вблизи очагов ураганов. Оба фактора уничтожают деревья; сильные ветры делают это напрямую, в то время как дождь насыщает и дестабилизирует почву, способствуя выкорчевыванию. «Ожидаемые изменения в ураганных ветрах и осадках могут иметь серьезные последствия для долгосрочной устойчивости тропических лесов в бассейне Северной Атлантики», - говорится в исследовании.
Потенциальная потеря многих видов деревьев может иметь каскадные последствия для лесной дикой природы и растений, говорят исследователи. Это также, вероятно, изменит динамику роста лесов, так что вместо того, чтобы поглощать больше атмосферного углерода, чем они выделяют (что происходит в настоящее время), уравнение изменится на противоположное, и леса станут чистыми источниками выбросов. Это может быть связано с тем, что гниение срубленных деревьев перевесит углерод, поглощенный любыми заменителями. Наряду с пальмами одним из видов, который, вероятно, станет преобладающим, будет быстрорастущий ягрумо, который быстро растет на солнечных полянах, созданных сильными штормами. Но ягрумо также часто первыми падают во время бури, и это только усугубляет проблему. Таким образом, леса помогут питать то самое потепление, которое их уничтожает. По отдельным оценкам, только деревья, погибшие или поврежденные ураганом «Мария», выбрасывают в атмосферу около 5,75 млн тонн углерода, или около 2,5% углерода, ежегодно поглощаемого всеми лесами в Соединенных Штатах.
Эдмунд Таннер, почетный старший преподаватель Кембриджского университета, изучающий тропические деревья, но не участвовавший в новом исследовании, сказал, что это исследование важно, потому что «оно сообщает о различных, а не только об усиленных эффектах сильного против более слабых ураганов». Таннер сказал, что последствия «вероятно характерны для огромных участков тропических низменных лесов у морских побережий, некоторые из которых, вероятно, испытают аналогичные или более серьезные повреждения в глобальном потеплении». «Мария» была ураганом 4-й категории, - отметил Таннер. "Есть Категория 5."
Исследование было проведено в соавторстве двумя исследователями, которые долгое время работали в лесу Эль-Юнке: Джилл Томпсон, эколог растений из Центра экологии и гидрологии в Соединенном Королевстве; и Джесс К. Циммерман, профессор Университета Пуэрто-Рико в Сан-Хуане. Исследование финансировалось Национальным научным фондом США.