Američke šume čekaju teška vremena za njih. Klimatske promene povećavaju temperature i smanjuju nivoe vlage širom zemlje, a ne dobitna kombinacija za drveće.
Istraživači sa UC Santa Barbara i Univerziteta u Utahu pokušali su da utvrde kako bi naši ekosistemi silvana mogli napredovati u bliskoj budućnosti. Autori su kombinovali matematičke modele i podatke koje su prikupili Američka šumarska služba i biljni fiziolozi da bi razumeli ranjivost šuma na sušu.
Njihovi nalazi sugerišu da, iako većina šuma ima potencijal da se prilagodi toplijim, sušnijim uslovima, one se ne menjaju dovoljno brzo da bi izbegle predstojeći stres. Studija, objavljena u Global Change Biologi, služi kao merilo za buduća istraživanja šuma, kao i vodič za očuvanje i upravljanje.
„Bili smo zabrinuti što smo otkrili da se šume ne menjaju dovoljno brzo da bismo izbegli povećan stres vode zbog klimatskih promena“, rekao je prvi autor Greg Kvetin, pomoćnik naučnika na projektu UCSB odeljenja za geografiju. „Ali postoji nada, jer većina šuma u kontinentalnom delu SAD-a sadrži dovoljno funkcionalne raznolikosti da poveća njihovu toleranciju na sušu kroz promene u sastavu vrsta.“
Postoji nekoliko načina na koje se šume mogu prilagoditi sušnijim uslovima. Pojedinačna stabla mogu promeniti svoju aktivnost, fiziologiju i ekspresiju gena u skladu sa novim uslovima sa kojima se suočavaju. Vrste otporne na sušu koje su već prisutne u ekosistemu takođe mogu postati dominantnije. Sastav šuma se takođe može promeniti, pri čemu se teže vrste migriraju kako ranjivije vrste odumiru. Evolucija takođe može promeniti vrste putem prirodne selekcije, iako će efekat biti zanemarljiv tokom sledećeg veka za takve dugovečne organizme.
Kuetin i njegovi koautori istraživali su da li su osobine i vrste koje su već prisutne u šumama zemlje dovoljne da se priviknu na buduće klimatske promene bez širenja smrtnosti. Većina podataka potiče iz programa za inventarizaciju i analizu šuma, sveobuhvatnu bazu podataka koju vodi američka šumarska služba o stanju šuma u zemlji koja je standardizovana od 2000. godine.
Ova baza podataka uključuje parcele inventara šuma koje dokumentuju lokaciju, vrste, veličinu, gustinu i zdravlje drveća, kao i rast drveća, mortalitet i žetvu. Kuetin i njegove kolege su takođe koristili podatke iz baze podataka funkcionalnih osobina Ksilem, gde se sastavljaju merenja fiziologije stabala i hidrauličkih osobina, povezujući ovu bazu podataka sa inventarom šuma.
Konačno, tim je razvio model koji simulira odgovor šume na povećani stres vode. Model predviđa fotosintezu (ili CO 2 in), disanje i rast (CO 2 out), kao i stres biljaka. Oni su takođe uključili tehniku optimizacije kako bi se sagledalo kako promene na površini listova mogu posredovati u stresu izazvanom promenljivim uslovima životne sredine.
„Svi dosadašnji podaci sugerišu da je površina lista samo najveća poluga koju pojedinačna stabla mogu baciti da upravljaju stresom vode“, rekao je koautor Li Andereg, docent na Odseku za ekologiju, evoluciju i biologiju mora. Šume u sušnijim oblastima teže ka ređim krošnjama, dok šume u vlažnijim podnebljima mogu priuštiti gusto lišće.
Istraživači su otkrili da mnoge američke šume imaju kapacitet da se prilagode. Model je otkrio da 88% šuma širom kontinentalnog dijela SAD-a ima osobine i raznolikost vrsta da se privikne na klimatske promjene, i to počinju. Međutim, većina se nije prilagođavala tako brzo kao što je model predvideo da je neophodno da bi se izbegao povećani stres vode i kasnija smrtnost.
„Zabrinjavajuće je to što ne vidimo potrebne promene koje naš model predviđa da treba da se dogode“, rekla je koautorka Ana Trugman, docent na Odseku za geografiju. „Ali mislim da još ima mesta za nadu.“ Na primer, biodiverzitet se istakao u svojoj sposobnosti da ublaži uticaj klimatskih promena na datu šumu.
„Drveće se sporo kreće, kao što znamo“, nastavio je Trugman. „Video sam tempo tih Enta u „Gospodaru prstenova““.
„U ovom trenutku još uvek drže Entmoot“, dodao je Anderegg.
Veće koncentracije ugljen-dioksida uvode zbunjujući faktor u proračune tima. Biljke gube vodu kroz iste pore koje koriste za uzimanje ugljen-dioksida. Dakle, ako ima više CO 2 u atmosferi, biljke mogu smanjiti veličinu ovih otvora za pore i dalje steći ugljenik koji im je potreban za fotosintezu. Ovo smanjuje količinu vode koja izlazi iz njihovih listova.
Ali atmosfera je takođe suva u klimi koja se zagreva, objasnio je Andereg, pa listovi gube više vode. To je složen sistem sa puno neizvesnosti i kompenzacionih faktora, koji zahteva nijansirane modele da se razdvoje. A energija uključena u transport ove vode je daleko od zanemarljive, kao što su autori otkrili u prethodnom radu.
Tim sada prikuplja sopstvene podatke o promenama u fiziologiji drveća nakon požara izazvanih klimom u Nacionalnom parku Sekvoja, pokušavajući da empirijski potvrdi koliko drveće može da prilagodi svoju fiziologiju. Autori takođe istražuju da li drveće može u potpunosti da izbegne budući stres vode kroz promene na površini svog lista, i da li je maksimiziranje povećanja ugljenika ili izbegavanje stresa više ograničavajuće.
Šume već počinju da se menjaju. Ređe nadstrešnice će postati sve češće kako atmosfera bude suša. Šume će takođe verovatno imati drugačiju mešavinu vrsta od one koju su istorijski imale. Svi ovi faktori utiču i na skladištenje ugljenika u šumama. Šume trenutno sekvestriraju oko 30% antropogenih emisija, ali je grupa nedavno otkrila da će se to vjerovatno smanjiti pod klimatskim promjenama.
Strategije upravljanja koje podstiču šume da se prilagode biće ključne. „Moramo da razmišljamo o ovim šumama ne kao o statičnim stvarima – koje treba da postoje baš onakve kakve jesu – već kao o zdravim stvarima koje treba da se menjaju da bismo održali korak sa klimom“, rekao je Andereg. Omogućavanje postepenih promena će pomoći u sprečavanju naglih, katastrofalnih promena, poput požara i izumiranja, koji su štetni za šume, divlje životinje i ljude koji žive u blizini.
Menadžeri resursa bi mogli da počnu sa sadnjom područja sa vrstama otpornijim na sušu i sprovode propisane opekotine kako bi promovisali zdrave šume. Ali pre svega moramo da ublažimo klimatske promene, kažu autori.
Naša budućnost zavisi od putanje emisije u društvu. Adaptacija na klimu nije lakša od ublažavanja klimatskih promena, primetio je Kuetin. A manje klimatskih promena znači da je potrebno manje prilagođavanja.
