По мере потепления климата рост лесных деревьев во всем мире становится все более ограниченным водой, согласно новому исследованию международной группы, в которую входят ученые Университета Аризоны.
Эффект наиболее заметен в северном климате и на больших высотах, где основным ограничением роста деревьев были низкие температуры, сообщает команда на этой неделе в онлайн-журнале Science Advances.
«Наше исследование показывает, что на подавляющем большинстве земной поверхности деревья становятся все более ограниченными водой», - сказал первый автор Флурин Бабст, проводивший исследование в Лаборатории исследований годичных колец UA и швейцарской Федеральный исследовательский институт WSL в Цюрихе.
«Впервые кто-либо спрогнозировал реакцию роста деревьев на климат в почти глобальном масштабе», - сказал Бабст.
Исследователи сравнили годовые кольца роста деревьев за два временных периода: 1930-1960 и 1960-1990 годы. Годичные кольца шире, когда условия лучше, и уже, когда условия хуже. Измерения ширины колец были взяты с деревьев примерно на 2700 участках, охватывающих все континенты, кроме Антарктиды.
Для этих двух периодов команда также нанесла на карту среднюю температуру, осадки и показатели воздействия засухи на растения на сетку, охватывающую умеренные и бореальные регионы мира.
Добавление данных годичных колец на карту позволило ученым увидеть, соответствовали ли изменения климата в 20-м веке изменениям в росте деревьев в мире.
Соавтор UA Дэвид Фрэнк сказал: «Мы видели области, где в начале 20-го века температура ограничивала рост. Но теперь мы наблюдаем сдвиги в сторону ограничения влаги и засухи».
По сравнению с 1930-1960 гг. и 1960-1990 гг. средняя температура повысилась на 0,9 градуса F (0,5 градуса C), а площадь суши, на которой рост деревьев в основном ограничивался температурой, сократилась на 3,3 миллиона квадратных миль (8,7 миллиона квадратных километров)., территория размером с Бразилию.
Бабст был удивлен, что такое незначительное изменение температуры привело к тому, что такая большая площадь деревьев перешла от ограничения температуры к ограничению воды.
«Это гораздо больше, чем я ожидал», - сказал Бабст, который сейчас работает научным сотрудником в Швейцарском федеральном исследовательском институте WSL.
Находка имеет значение для будущего роста лесов и деревьев, а также для управления лесным хозяйством, сказал Франк, директор Лаборатории исследований годичных колец и профессор дендрохронологии в UA.
«Замедление роста свидетельствует о повышенном стрессе для растений, который может быть связан с их гибелью», - сказал он..
Документ группы «Перераспределение климатических факторов глобального роста деревьев в двадцатом веке» запланирован к публикации в Интернете в Science Advances 16 января. Более подробная информация о соавторах и финансирующих организациях находится в нижней части этого пресс-релиза.
С момента появления систематических спутниковых наблюдений в конце 1970-х годов ученые теперь могут изучать изменения в росте растительности на больших территориях, сравнивая спутниковые снимки одного и того же места с течением времени и измеряя «зеленость» на изображениях. Зелень - это показатель того, насколько облиственные растения и насколько быстро они растут.
Однако спутниковые наблюдения были недоступны на протяжении большей части 20-го века. Более того, измерение «зелености» на спутниковом снимке не может сказать, сколько отдельных растений выросло из года в год.
«Спутники видят только листья - они не видят древесину, в которой хранится углерод», - сказал Бабст. «Мы хотели показать перспективу дерева».
Он и его коллеги хотели, чтобы наземные измерения роста деревьев сравнивались с данными со спутников. Используя несколько баз данных годичных колец со всего мира за периоды 1930-1960 и 1960-1990 годов, исследователи смогли увидеть, изменился ли средний рост деревьев.
Кроме того, поскольку исследование группы объединяет обширную базу данных о росте годичных колец деревьев по всему миру с глобальными климатическими данными за тот же период времени, новые результаты помогут протестировать и улучшить компьютерные модели того, как климат влияет на климат. - растительность, - сказал Фрэнк.
Соавторы Бабста и Фрэнка - Валери Труэ из UA; Оливье Бурио из Университета Страда в Сучаве, Румыния; Бенджамин Поултер из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд; и Мартин П. Жирарден из Министерства природных ресурсов Канады в Квебеке и Университета Квебека в Монреале, Канада.
Программа Европейского Союза-Горизонт 2020 и Швейцарский национальный научный фонд финансировали исследование.