Это снова был необычно жаркий год: в 2018 году большая часть Европы была охвачена чрезвычайно жарким и сухим летом. Жаркая погода в Швейцарии тоже заставила людей потеть сразу после череды необычно теплых месяцев. В то время это было третье самое жаркое лето и четвертая самая теплая весна с момента начала измерений в 1864 году.
Надежная база измерений
Очевидно, что такие необычные погодные условия оказали влияние и на экосистемы. Ученые из группы под руководством Нины Бухманн, профессора пастбищных наук, теперь использовали обширные данные измерений, чтобы точно показать, как леса, поля и луга отреагировали на исключительные условия в 2018 году. Исследователи оценили измерения с пяти участков, все из которых являются частью инициативы Swiss FluxNet, объясняет Мана Гарун, постдоктор группы Бухмана и ведущий автор исследования: «Пять участков охватывают все уровни высоты от 400 до 2000 метров над уровнем моря. уровне моря. Это означает, что мы учли очень разные экосистемы».
На каждом из этих участков группа Бухманна в течение многих лет проводила измерения с очень высоким временным разрешением того, сколько CO2, водяного пара и других парниковых газов обмениваются между растениями., атмосферу и почву во всей экосистеме. Это позволяет исследователям определить, как участки реагируют на различные климатические условия.
Резкое падение производительности
Их оценка, которую исследователи только что опубликовали в специальном выпуске журнала Phil Trans B, показывает, что жара и засуха 2018 года оказали особенно сильное воздействие на экосистемы на более низких высотах. В смешанном лесу на горе Лэгерен недалеко от Цюриха и на лугах недалеко от Шамау продуктивность снизилась в среднем на 20 процентов по сравнению с двумя предыдущими годами. Иная ситуация с экосистемами на больших высотах: хвойный лес возле Давоса, луг возле Фрюбюэля и альпийское пастбище Вайсенштайн на перевале Альбула выиграли от более высоких температур и более продолжительного вегетационного периода. Более благоприятные условия роста привели к более высокой продуктивности этих экосистем.
Однако частота дыхания растений и почвенных организмов также увеличилась практически на всех участках. Это означает, что хотя эти системы поглощали больше CO2 из атмосферы, они также выделяли больше CO2 обратно в нее. «В целом это приводит к более низкому чистому поглощению углерода двумя лесами и лугом Шамау», - отмечает Гарун. «Этот вывод прискорбен, поскольку ожидается, что в более теплых условиях эти экосистемы будут действовать как поглотители углерода, помогая смягчить изменение климата», - добавляет она.
Бухманн указывает, что еще слишком рано для окончательной оценки: «Нам определенно нужны долгосрочные ряды данных, прежде чем мы сможем поместить эти выводы в надлежащий контекст». Она и ее группа уже много лет собирают данные измерений на вышеупомянутых сайтах, так что у нее есть хороший фундамент для таких долгосрочных исследований.
Много снега после зимы
Исключительным 2018 год сделали не только теплые температуры весной и летом, но и обильные осадки в течение предшествующей зимы: когда пришла весна, горы были покрыты снегом, который затем очень быстро растаял из-за теплой условия. Это принесло пользу, в частности, высокогорным экосистемам. Напротив, ситуация на более низких высотах была более сложной, поскольку там экосистемы не могли использовать избыток зимней воды для создания запаса почвенной влаги на лето. Соответственно, они больше страдали от летней засухи и жары.
«Наличие воды является решающим фактором в том, как экосистемы переживают периоды жары», - говорит Бухманн. «Таким образом, при изучении засухи важно выходить за рамки фактического засушливого периода». Еще одно тревожное соображение заключается в том, что новые сценарии изменения климата CH2018 предсказывают больше дождя и меньше снега зимой. Таким образом, более высокие уровни осадков, ожидаемые в зимние месяцы, приносят ограниченную пользу экосистемам, когда вода быстро стекает, а не накапливается в виде снега.
Стрессовые деревья
Леса сейчас в критической ситуации. На это есть несколько признаков, один из которых заключается в том, что не только ели, но и старые буки в настоящее время проявляют симптомы стресса во многих местах Швейцарского плато. Вероятно, это также связано с тем, что следующий, 2019 год, также был теплее и суше среднего. «То, что мы наблюдаем в лесах, - это эффект памяти, - объясняет Бухманн, - поэтому вполне возможно, что последствия таких периодов могут проявляться только спустя долгое время после фактического экстремального явления."
Насколько хорошо деревья переживают периоды засухи и жары, также зависит от глубины, на которой они поглощают воду. Корни бука, например, проникают в почву на глубину 50-60 сантиметров и поэтому с большей вероятностью достигают более глубоких влажных слоев. Корни ели, с другой стороны, достигают глубины всего около 20 сантиметров, что делает их более уязвимыми при засухе. «В среднесрочной перспективе ситуация с низинной елью ухудшится», - отмечает Бухманн. «Это плохой прогноз для лесного хозяйства».
Мрачные перспективы для фермеров
А как же луга? Двое исследователей еще не обнаружили здесь эффекта памяти, потому что луга быстрее восстанавливаются после засушливого периода. Тем не менее, луга на более низких высотах производят значительно меньше кормов в таком году, как 2018, что является плохой новостью для фермеров. Пастбищное хозяйство является центральной опорой швейцарского сельского хозяйства. Если в будущем на лугах вырастет меньше травы из-за усиления летних засух, это будет иметь прямые последствия для производства молока и мяса.