Молодые, более мелкие деревья, которые составляют большую часть восточных лесов Северной Америки, увеличили производство семян в условиях изменения климата, но старые, более крупные деревья, которые преобладают в лесах на большей части Запада, были менее чувствительными, говорится в новом исследовании, проведенном под руководством Университета Дьюка. исследование находит.
Снижение производства семян или плодовитости этих деревьев может ограничить способность западных лесов к регенерации после крупномасштабного вымирания, связанного с повышением температуры и усилением засух, которые сейчас происходят во многих штатах и провинциях.
Этот континентальный водораздел, о котором впервые сообщается в новом исследовании, «может кардинально изменить состав и структуру лесов Северной Америки в 21 веке», - сказал Джеймс С. Кларк, заслуженный профессор Николаса по науке об окружающей среде в Университете Дьюка. кто руководил исследованием.
Знание противоположных реакций и понимание того, почему они происходят, поможет ученым более точно прогнозировать будущие изменения в лесах Северной Америки и разрабатывать стратегии сохранения и управления для смягчения изменений, сказал он.
Исследователи из 48 учреждений сотрудничали с Кларком в рецензируемом исследовании, опубликованном 23 февраля в Nature Communications.
Плодовитость - это мера способности деревьев восстанавливаться после отмирания и других крупномасштабных нарушений путем рассеивания семян в местах обитания, где их шансы на выживание в будущем более благоприятны. Это важный фактор для определения будущей реакции лесов на изменение климата, но, как и многие экологические процессы, он шумный, очень изменчивый и невероятно трудно поддающийся оценке.
Плодовитость меняется со временем в зависимости от размера дерева, скорости роста или доступа к свету, воде и другим ресурсам и обусловлена двумя косвенными климатическими воздействиями - влиянием роста, зависящим от климата, и влияние климата, зависящее от размера дерева, которое в настоящее время не учитывается в моделях, используемых для прогнозирования будущих изменений.
«Это был единственный крупный демографический процесс, определяющий реакцию лесов на изменение климата, по которому у нас не было полевых оценок», - сказал Кларк.
Чтобы решить эту проблему, он разработал новое статистическое программное обеспечение, которое позволило ему синтезировать десятилетия необработанных данных о размере, росте, распространении кроны и доступе к ресурсам почти 100 000 отдельных деревьев на долгосрочных исследовательских участках и экспериментальные леса в Северной Америке. Неотфильтрованные необработанные данные показали то, что пропустили предыдущие мета-анализы, основанные на усредненных измерениях: в континентальном масштабе плодовитость увеличивается по мере роста дерева, до определенного момента. А потом начинает снижаться.
"Это объясняет разрыв между Востоком и Западом. Большинство деревьев на Востоке молоды, быстро растут и входят в размерный класс, в котором увеличивается плодовитость, поэтому любое косвенное воздействие климата, которое стимулирует их рост, также увеличивает их производство семян", - сказал Кларк. «Мы видим, что с более старыми и большими деревьями на Западе происходит обратное. Конечно, в обоих регионах есть маленькие и большие деревья, но регионы достаточно различаются по своей размерной структуре, чтобы реагировать по-разному.
«Теперь, когда мы в совокупности понимаем, как все это работает, следующий шаг - применить это к отдельным видам или насаждениям и включить в модели, которые мы используем для прогнозирования будущих изменений в лесах», - сказал он.
Данные, используемые в исследовании, получены с деревьев в сети мониторинга Mast Inference and Prediction (MASTIF), которая включает более 500 долгосрочных полевых исследований по всей стране, включая участки, которые также являются частью Национального экологического наблюдения. Сеть (NEON).