Изменение климата может ускорить естественный рост лесов на неосвоенных или заброшенных землях в восточной части США, согласно новому исследованию.
Если оставить на произвол судьбы поле сорняков и травы, со временем оно заменится саженцами, молодыми деревьями и, в конечном счете, зрелым лесом. Предыдущие исследования показали, что эта смена полей в лесу может произойти на десятилетия раньше на юго-востоке США, чем на северо-востоке. Но было непонятно, почему, тем более что северные и южные поля впервые заселены одними и теми же видами деревьев.
Теперь исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, указывает на температуру как на главный фактор, влияющий на темпы роста деревьев.
Результаты показывают, что по мере повышения температуры быстрорастущие леса на землях, которые люди оставили без использования, могут играть более важную роль в удалении углекислого газа из атмосферы, говорят исследователи из Университета Дьюка и Сиракузского университета.
Эксперимент был проведен на шести объектах в восточной части США, от Нью-Йорка до Флориды.
На каждом участке исследователи следили за ранней жизнью четырех видов деревьев, которые обычно рано появляются на заброшенных фермах: сосна лоблолли, черная вишня, красный кедр и эвкалипт..
Используя пластиковые бассейны в качестве плантаторов, они выращивали деревья из семян на участках с разным плодородием почвы, а также с различными смесями ранних сукцессионных растений, таких как ракитник и золотарник, или без них.
На каждом участке исследователи также измеряли доступность света, влажность почвы, питательные вещества и другие переменные, которые, как известно, влияют на рост растений.
Через два года саженцы деревьев росли быстрее на южных участках. Но, что удивительно, другие виды растений росли медленнее.
Одна из возможностей состоит в том, что плодородие почвы является основным фактором, сказал соавтор Джейсон Фридли, доцент биологии Сиракузского университета. Мысль заключалась в том, что более бедные южные почвы производят более редкий ковер из сорняков и трав. Это, в свою очередь, может затенять появляющиеся саженцы деревьев в меньшей степени, чем на севере, и облегчать их прорастание через промежутки.
Но статистический анализ, взвешивающий относительное влияние плодородия почвы и других факторов, показал, что температура была самой большой движущей силой роста саженцев деревьев. Отчасти причина в том, что более мягкая зима и более ранняя весна означают более длительный вегетационный период, сказал Джастин Райт, доцент биологии Университета Дьюка.
Результаты важны, поскольку прогнозируется, что к концу столетия среднегодовая температура на востоке США повысится на пять-девять градусов по Фаренгейту.
Повышение температуры также может привести к новым засухам, предупреждает Райт. Но при отсутствии стресса от засухи даже незначительное потепление, скорее всего, ускорит переход от поля к лесу.
Это также означает, что северо-восточные луга, которые обычно сохраняются в течение десятилетий, могут стать недолговечными, сказал Фридли. Леса, которые заменят их, вероятно, не будут отражать родные леса, добавил он, особенно если неустойчивым к холоду деревьям, которые являются обычными колонизаторами южных полей, будет все легче выживать и закрепляться на севере.
«Конечно, в следующие 100 лет и, возможно, в следующие 50 лет поля, скорее всего, перейдут на древесную растительность гораздо быстрее», - сказал Фридли. «Двойной удар в том, что сами деревья тоже изменятся».
Но молодые, быстрорастущие деревья потенциально могут поглощать больше углекислого газа, чем сорняки и травы, поскольку они превращают улавливающий тепло газ в сахар, необходимый им для роста. Это означает, что неосвоенные или заброшенные земли, если оставить их нетронутыми, вскоре могут играть более важную роль в компенсации антропогенных источников выбросов углекислого газа.
«Быстрорастущие леса на когда-то возделываемых землях не решат проблему изменения климата», - сказал Райт. «Но одна из причин, по которой мы заботимся об этих заброшенных объектах, заключается в том, что они обладают действительно высоким потенциалом связывания углерода».