Ученые разработали метод прогноза выживаемости лесов под воздействием засухи

Как долго деревья могут переносить засуху, прежде чем лес погибнет? Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе теперь могут предсказать, какие леса смогут выжить, несмотря на будущую засуху.

Новый метод, связавший количество осадков с ростом деревьев, может помочь людям решить, куда направить свои ресурсы, поскольку изменение климата влияет на структуру снега и осадков, что сказывается на здоровье лесов.

Если с лесом все в порядке, но в будущем, как мы знаем, он, скорее всего, будет получать лишь половину среднего количества осадков, которое выпадало раньше, мы можем рассчитать вероятность его гибели, — говорит Джесси Ау, постдокторант кафедры растениеводства.

Она работает вместе с Троем Мэгни, доцентом кафедры.

Инструмент, разработанный Ау и ее командой, поможет всем, кто занимается управлением лесами или использует леса для хранения углерода, переносимого воздухом, способствующего потеплению климата. Это представляет все больший интерес, поскольку компании все чаще инвестируют в лесные угодья, чтобы компенсировать выбросы парниковых газов. Леса вдыхают углекислый газ из воздуха и превращают его в пищу, накапливая в своих стволах, корнях и листьях.

Но для того чтобы вдыхать углерод из воздуха, деревьям необходима вода. Если они не получают достаточного количества воды, то некоторое время могут жить за счет запасов углерода. Подобно голодающим, которые сначала питаются жиром, а затем собственными мышцами, деревья в конце концов достигают критической точки. Либо возвращаются дожди, и деревья могут восстановиться и снова начать производить пищу, либо продолжается засуха, и лес погибает от голода.

Ау и коллеги обнаружили этот переломный момент, изучая опустошенный засухой лес в южной части Сьерра-Невады в Калифорнии. В годы, последовавшие за рекордной засухой 2012-2015 годов, там погибли миллионы деревьев, как и на всем американском Западе. Команда Ау связала изменения количества осадков в этот период с жизненными процессами внутри деревьев и показала время задержки между стрессом, вызванным засухой, и реакцией деревьев.

Работа, описывающая эту связь, а также инструмент, который они адаптировали для оценки шансов леса на выживание, была недавно опубликована в журнале Global Change Biology. Среди исследователей был Крис Вонг, научный сотрудник лаборатории оптики растений Мэгни.

Отслеживание «горки смерти» в режиме реального времени

В своем исследовании группа Ау изучала количество осадков, влажность почвы и температуру в лесу, а также измеряла количество углекислого газа, вдыхаемого деревьями. Используя новую методику, получившую название CARDAMOM, они связали эти данные, чтобы определить, сколько углерода деревья откладывают в свои запасы, такие как древесина, корни и листья, и проследили, как эти запасы сокращаются по мере того, как длится засуха.

Когда в 2012 г. началась засуха, оказалось, что в течение нескольких лет деревья продолжали выглядеть нормально, поскольку жили за счет своих запасов. Однако к 2015 г. деревья прошли переломный момент: они исчерпали свои резервы, и 80% деревьев в этом лесу оказались функционально мертвы. Они больше не могли перерабатывать углекислый газ в пищу.

По мере того как Ау и другие специалисты будут продолжать работу над программой CARDAMOM, она сможет дать еще больше информации о том, что происходит внутри деревьев во время засухи и других стрессов, а затем предсказать, как лес будет справляться с засухой в будущем.

С помощью этой новой методики мы теперь можем связать засуху с гибелью деревьев в дальнейшем и присвоить этому риску определенное число, — заключает Ау.

Это помогает нам выявить уязвимые места и определить, сможем ли мы их спасти.

30.08.2023