Леса мира находятся на фаст-фуде из углекислого газа, который в настоящее время заставляет их расти быстрее. Но исследователь из Университета Западной Вирджинии вместе с международной группой ученых находит доказательства, свидетельствующие о том, что рост лесов может вскоре достичь пика, поскольку деревья истощают запасы азота в почве в течение более продолжительных вегетационных периодов.
Дикие земли Западной Вирджинии - это «канарейка в угольной шахте для изменения климата» из-за биоразнообразия лесов, которое, наряду с богатыми почвами и обильными осадками, делает их одними из самых сильных лесов в мире, по словам Брендена Макнила, адъюнкт-профессор географии в Эберли-колледже искусств и наук WVU. Леса штата были устойчивы к шквалу лесозаготовок и кислотных дождей в 19-м и 20-м веках, но теперь проявляют симптомы ухудшения здоровья из-за изменения климата.
Деревья, как и люди, должны иметь более чем одну вещь в своем рационе, сказал Макнейл. И распространение углекислого газа насильно кормит их единственной вещью, которую они используют больше всего. Макнил сказал, что задача состоит в том, чтобы восстановить сбалансированное питание для лесов, резко сократив или полностью отказавшись от использования ископаемого топлива.
«В атмосфере больше углекислого газа, и это сырье, которое деревьям необходимо преобразовать в сахар, который они используют для роста», - сказал он. «Что важно, так это то, что, поскольку все растения растут быстрее, они замедляют изменение климата». Но, как он объяснил, «растения мира не могут делать это вечно».
В статье, опубликованной в журнале Nature Ecology and Evolution, Макнейл и почти 40 международных исследователей предполагают, что в большинстве наземных экосистем наблюдается снижение содержания изотопов азота в листве в глобальном масштабе. Это добавляет глобальную поддержку статье 2017 года, в которой Макнил был частью другой группы, которая использовала изотопы азота в годичных кольцах деревьев, чтобы найти доказательства снижения содержания азота в лесах по всей территории Соединенных Штатов. Большая часть мира все еще «озеленяется» в ответ на изменение климата, но уменьшение содержания азота означает, что будущий рост станет нездоровым и выйдет из равновесия, и деревьям придется больше работать, чтобы извлечь азот, продолжает Макнейл..
Его текущая работа, проводимая с командой студентов бакалавриата WVU Honors College, аспирантов, а также Эдварда Бжостека на кафедре биологии и Николаса Зегре в Колледже сельского хозяйства, природных ресурсов и дизайна Дэвиса, изучение реакции лесов Западной Вирджинии на изменение климата.
На территории размером примерно с шесть футбольных полей в скаутском лагере Summit Bechtel Reserve эта исследовательская группа проводит огромную перепись деревьев. Скауты также работают над измерением деревьев в этом проекте «гражданин-ученый», направленном на картографирование 15 000 деревьев относительно заполненной сетки GPS-съемки. Эта перепись обеспечит основу для долгосрочного изучения роста деревьев в изменившемся климате.
Камеры в кронах деревьев, миллионы лазерных лучей, исследующих структуру деревьев, и спутниковые снимки также помогают МакНилу и исследовательской группе понять, как лес может поддерживать продуктивность и как различные виды адаптируются к уменьшению содержания азота и увеличению содержания углекислого газа.. Команда измеряет все, начиная от углов листьев и заканчивая шириной и глубиной корней дерева, доступностью воды и питательных веществ.
Все эти усилия по измерению лесов направлены на ответ на ключевой вопрос: как долго леса будут замедлять изменение климата и помогать нам избегать грядущих затрат на адаптацию к более хаотичному климату?
"Это будет стоить нам намного больше, если мы не изменимся сейчас", - сказал он. «Как описано в недавней Четвертой национальной оценке климата, увеличение содержания углекислого газа в атмосфере меняет наш глобальный климат таким образом, что это дорого обходится нашей экономике».
Макнил сказал, что относительно небольшие инвестиции для снижения зависимости от ископаемого топлива сродни выплате страховых взносов. Результатом невыполнения инвестиций сейчас будет риск потери стабильности природных систем, от которых мы полагаемся в плане пищи, воды и защиты от болезней и экстремальных погодных явлений.
Хотя прогнозы Макнила и других исследователей звучат ужасно, он считает, что планета и человечество продолжат свое существование, но в мире, который сильно изменится как в экологическом, так и в экономическом плане.
Он сказал, что по мере того, как мир переходит от ископаемого топлива к более экологически чистым источникам энергии, таким как солнечная энергия и ветер, соотношение затрат и выгод будет улучшаться.
"Решения здесь", сказал Макнейл. «Чтобы их реализовать, нужна воля».