Лиственницы в вечномерзлых лесах северо-восточного Китая - самые северные виды деревьев на Земле - растут быстрее в результате изменения климата, согласно новому исследованию.
Новое исследование годичных колец даурской лиственницы в северных лесах Китая показало, что с 2005 по 2014 год выносливые деревья выросли больше, чем за предыдущие 40 лет. Результаты также показывают, что у самых старых деревьев были самые большие всплески роста: согласно новому исследованию, деревья старше 400 лет росли быстрее за эти 10 лет, чем за последние 300 лет.
Авторы исследования подозревают, что более высокая температура почвы способствует вспышкам роста, уменьшая глубину слоя вечной мерзлоты, позволяя корням деревьев расширяться и поглощать больше питательных веществ.
Ускоренный рост полезен для деревьев в краткосрочной перспективе, но может иметь катастрофические последствия для лесов в долгосрочной перспективе, считают авторы. Поскольку климат продолжает теплеть, вечная мерзлота под деревьями может в конечном итоге разрушиться и больше не в состоянии поддерживать медленно растущие деревья.
Никакие другие виды деревьев не могут выжить на равнинах вечной мерзлоты так далеко на севере, поэтому, если лиственничные леса Северной Азии исчезнут, вся экосистема изменится, считают авторы исследования.
«Исчезновение лиственницы станет катастрофой для лесной экосистемы в этом регионе», - сказал Сяньлян Чжан, эколог Шэньянского сельскохозяйственного университета в Шэньхане, Китай, и ведущий автор нового исследования в журнале геофизических исследований AGU. Исследования: Биогеонауки.
Самые выносливые деревья на Земле
Даурская лиственница - самая северная порода деревьев на Земле и самая морозостойкая: эти лиственницы - единственные деревья, которые могут переносить холодные вечномерзлые равнины России, Монголии и северного Китая. Местные жители Китая называют даурскую лиственницу «тонкими старыми деревьями», потому что они медленно растут в тонком активном слое почвы над вечной мерзлотой и могут жить более 400 лет..
Регионы вечной мерзлоты по всему миру в последние десятилетия оттаивают из-за повышения температуры, иногда превращаясь в болота и водно-болотные угодья. В новом исследовании Чжан и его коллеги проанализировали годовые кольца более чем 400 даурских лиственниц в старовозрастных лесах северо-восточного Китая, самой южной части ареала дерева, чтобы увидеть, как деревья ведут себя в условиях потепления климата.
Кольца деревьев позволяют ученым измерять, сколько деревьев вырастает из года в год. Как и люди, деревья растут в основном в молодом возрасте. Даурская лиственница обычно быстро растет, пока ей не исполнится около 150 лет, после чего ее рост замедляется. Когда деревьям исполняется 300 лет, их рост практически прекращается.
Исследователи использовали ширину годичных колец каждого дерева, чтобы рассчитать, какую площадь каждое дерево ежегодно увеличивало в поперечном сечении в течение своей жизни.
Результаты показывают, что деревья даурской лиственницы росли больше с 2005 по 2014 год, чем с 1964 по 2004 год. Интересно, что эффект был наиболее заметен на самых старых деревьях: деревья старше 300 лет росли на 80 процентов больше с 2005 по 2014 год, чем в предыдущие 40 лет. Деревья в возрасте от 250 до 300 лет выросли за этот период на 35% больше, а деревья моложе 250 лет выросли на 11-13% больше.
Рост старых деревьев необычен - это похоже на то, как 100-летний человек внезапно становится выше, по словам Чжана. Авторы подозревают, что старые деревья растут больше, чем молодые, потому что у них более развитая корневая система, которая может более эффективно извлекать ресурсы из почвы.
Исследователи сравнили темпы роста деревьев с такими климатическими факторами, как температура почвы и данные об осадках за последние 50 лет, чтобы выяснить, что вызвало необычный рост. Они обнаружили, что повышенная температура почвы, особенно зимой, вероятно, способствует вспышкам роста. Они подозревают, что более высокие температуры уменьшают глубину слоя вечной мерзлоты, предоставляя корням деревьев больше места для расширения и доступа к большему количеству питательных веществ.
Хотя это первоначальное потепление почвы принесло пользу даурской лиственнице, дальнейшее оттаивание вечной мерзлоты, вероятно, может замедлить рост деревьев и даже привести к распаду леса, считают авторы. Даурская лиственница не может выжить во влажных условиях, поэтому смена вечной мерзлоты на болота или торфяники нанесет ущерб лесу в целом, говорят они.
«Если в будущем лиственничный лес в этом регионе отступит, это также нехороший знак для всего бореального леса», - сказал Чжан.
В то время как другие исследования изучали влияние потепления климата на чувствительные к температуре деревья в Северной Америке, новое исследование изучало чувствительные к температуре деревья в районах вечной мерзлоты, которые менее широко изучены, но являются обширным компонентом бореальный лес, сказала Эрика Уайз, адъюнкт-профессор географии Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл, которая не участвовала в новом исследовании. Кроме того, предыдущие исследования этих лиственниц были сосредоточены на влиянии температуры воздуха и осадков, но в новом исследовании изучалось влияние температуры поверхности земли, которое также широко не изучалось, добавила она..
Их аргументы имеют большой логический смысл с точки зрения того, почему деревья могут выиграть от повышения зимней температуры поверхности земли, а именно, такие вещи, как более ранняя весенняя оттепель, действительно могут помочь деревьям расти раньше, больше возможностей чтобы иметь корневую активность в холодные месяцы, такие вещи имели бы смысл, потому что деревья выиграют, в частности, от более теплых зим», - сказал Уайз..