26 просмотров

Внутренняя работа: как сохранение некоторых из самых старых деревьев на юго-востоке может помочь ученым следить за изменением климата

В заболоченных поймах реки Блэк-Ривер в Северной Каролине стоят древние деревья, которым есть что рассказать. Многие из этих лысых кипарисовиков (Таксодиум дистихум) было более тысячи лет, когда Колумб открыл Западное полушарие. Как оказалось, их местонахождение значительно способствовало их долголетию: деревья были относительно недоступны, поэтому их не пилили лесорубы. Но неумолимое расползание людей угрожает прорвать их грязные рвы и разрушить среду обитания для этих деревьев, многие из которых простояли сотни лет.

Внешний файл, содержащий изображение, иллюстрацию и т. д. Имя объекта — pnas.1708292114fig01.jpg

Хотя популяция лысых кипарисов на юго-востоке Соединенных Штатов составляет лишь малую часть того, что было когда-то, несколько тысяч акров усеянных кипарисами водно-болотных угодий теперь охраняются в нижнем течении реки Блэк-Ривер в Северной Каролине. Изображение предоставлено Дэвидом Стале.

Однако истинная ценность этих небольших участков почти нетронутого леса может заключаться не в их древесине. Это может быть связано с тем, что ученые могут почерпнуть информацию о том, как такие экосистемы реагируют на текущие и будущие изменения климата. Несколько тысяч акров таких усаженных кипарисами водно-болотных угодий теперь охраняются в нижнем течении Черной реки. Но исследователи мобилизуются для создания консорциума, который найдет, нанесет на карту и соберет деньги для покупки дополнительных сотен акров этих величественных старых деревьев.

Статья в тему:  Почему мы должны беспокоиться о глобальном потеплении

Климатические хроники

Юго-восток Соединенных Штатов когда-то мог похвастаться примерно 40 миллионами акров лысых кипарисовых лесов. Древесина кипариса ценится за свою прочность и устойчивость к гниению, поэтому эти массивные деревья, самое большое из которых может вместить доски на шесть домов, быстро стали любимцами лесозаготовителей. Кипарис высоко ценится среди ученых и по другим причинам.Во-первых, его годичные кольца четкие и легко читаемые, говорит Дэвид Стале, который анализирует годичные кольца деревьев, чтобы определить прошлые климатические тенденции, в Университете Арканзаса в Фейетвилле.

Кипарисовик лысый — широко распространенный вид, обитающий в заболоченных местах от Делавэра до восточного Техаса и по всей нижней части долины Миссисипи (1). Его долговечность входит в десятку лучших среди деревьев в Западном полушарии; Древние устойчивые к гниению деревья, которые погибли и упали в бедные кислородом болота, дают исследователям возможность собрать серию колец из деревьев, которые жили в течение перекрывающихся интервалов, таким образом создавая непрерывные хроники климата, которые могут простираться на сотни, если не тысячи лет назад. говорит Стале.

Климат — это то, что вы ожидаете, — говорит старый метеоролог, — но погода — это то, что вы получаете. Анализ годичных колец дал исследователям совершенно новые представления о климате, которого должны ожидать люди. Исследование за исследованием показывали, что климат прошлых столетий, даже тот, что наблюдался в Америке колониальной эпохи и в предыдущем тысячелетии, не обязательно соответствует относительно стабильным условиям, наблюдавшимся с тех пор, как ученые начали собирать данные с помощью инструментов в середине-конце. 1800-е годы. Удивительные результаты часто также проливают новый свет на историю, отмечает Стале.

Статья в тему:  Сколько атомной энергии у россии

Например, записи годичных колец показывают, что 1587 год был самым засушливым годом в прибрежной части Северной Каролины за последние 1000 лет. Вероятно, не случайно 1587 год стал также годом, когда британские колонисты, пытавшиеся заселить остров Роанок в Северной Каролине, бесследно исчезли. Всего 20 лет спустя колонистам, основавшим колонию Джеймстаун в Вирджинии, посчастливилось прибыть на второй год семилетней засухи (2). «Деревья способны фиксировать события, которые выходят далеко за рамки исторических записей», — говорит Нил Педерсон, лесной эколог из Гарвардского леса в Петершеме, штат Массачусетс.

И события, которые они описывают, не ограничиваются климатом: лысый кипарис, который жил вдоль ручьев недалеко от Типтонвилля, штат Теннесси, пару столетий назад зафиксировал внезапный и устойчивый всплеск роста, начавшийся в 1812 году, через год после того, как серия мощных землетрясений изменила курс. реки Миссисипи и затопило большие участки недавно затонувшей земли, образовав озеро Рилфут (3).

Самому старому известному дереву вдоль Черной реки не менее 1653 лет. И есть реальная вероятность того, что даже более старые кипарисы стоят там на страже поймы, говорит Педерсон. Он отмечает, что самые старые деревья не обязательно самые большие; саженцы, которые укореняются в бедной почве или в тени более крупных деревьев, например, могут вырасти относительно низкорослыми и в конечном итоге иметь извилистые, корявые стволы, которые обманчиво малы (4). «Чем больше мы идем в леса, тем больше мы находим старых деревьев», — отмечает он.

Статья в тему:  Почему распространение ядерного оружия может привести к миру?

Внешний файл, содержащий изображение, иллюстрацию и т. д. Имя объекта — pnas.1708292114fig02.jpg

Изучение годичных колец лысого кипариса, например, на дереве в Вирджинии, может дать представление о влиянии прошлых климатических явлений, таких как засухи, поразившие Джеймстаун и так называемую потерянную колонию Роанок, штат Вирджиния. Изображение предоставлено Дэвидом Стале.

Будущий рост

Кипарисовые леса были и до сих пор остаются там, где сохранились их остатки, удивительно разнообразной средой обитания. Их потеря, вероятно, способствовала исчезновению каролинских попугаев, которые гнездились в старовозрастных лесах вдоль рек и на болотах до того, как птицы вымерли в начале 1900-х годов. Однако даже небольшие участки старовозрастных лесов могут стать подходящей средой обитания для некоторых видов, что подтверждается недавней реколонизацией лесных аистов вдоль Черной реки (миктерия американская), которые были на грани исчезновения в прошлом веке.

В этом ключе ученые работают над защитой кипарисовых лесов, начиная с Черной реки, через Консорциум древних лысых кипарисов.Штале будет руководить проектом, который в течение первых 3 лет планирует составить точную карту и точно определить возраст старовозрастных лесов, которые сохранились вдоль реки; это также поможет собрать 1 миллион долларов, чтобы помочь сохранить и защитить их от посягательств на развитие. Как только они добьются прогресса в спасении кипарисовых лесов на Черной реке, группа расширит свои усилия по картированию и сохранению аналогичных старовозрастных остатков в других регионах юго-востока. Сохраняя среду обитания, усилия также «сохранят отдельные деревья как живые хроники изменчивости климата», — говорит Стале.

Статья в тему:  Кто играл скелетора в владыках вселенной

«Нельзя недооценивать эти старовозрастные леса, — говорит Педерсон. Он отмечает, что на протяжении бесчисленных веков они накапливали углерод в своих деревьях и в почве. Устойчивость кипарисов к гниению означает, что углерод, хранящийся в их древесине — в живых деревьях, но особенно в бревнах, упавших в бедные кислородом воды и отложения, — очень медленно возвращается в атмосферу путем разложения.

Кроме того, ученые всего мира обеспокоены тем, как сегодняшнее потепление климата влияет на углерод, хранящийся в древних экосистемах, от арктической вечной мерзлоты до тропических лесов. «Как эти кипарисовые леса могут реагировать на изменение климата?» — риторически спрашивает Педерсон. На данный момент никто не знает, говорит он, но полевые исследования старовозрастных кипарисовых лесов, например, вдоль реки Блэк-Ривер, могут дать ответы, жизненно важные для специалистов по моделированию климата, стремящихся лучше предсказать, как концентрация углекислого газа в атмосфере может повышаться по мере изменения климата Земли. греет еще больше. В частности, исследователи могут исследовать, как долгосрочные тенденции общего количества углерода, заключенного в деревьях, а также в лесных почвах, коррелируют с изменениями температуры или осадков.

Такие изменения могут задушить рост деревьев и замедлить поглощение ими углерода или, что еще хуже, спровоцировать массовую гибель деревьев, что в конечном итоге приведет к возврату большого количества углекислого газа в атмосферу после разложения деревьев.«Эти леса могут быть весьма чувствительны к изменению климата», — говорит Педерсон. «Эти запасы углерода могут быть не такими стабильными, как нам хотелось бы думать».

Статья в тему:  Как глобальное потепление вызывает наводнения

использованная литература

1. Stahle DW и соавт. Анализ годичных колец древних лысых кипарисов и субфоссильной древесины. Quat Sci Rev. 2012; 34: 1–15. [Google ученый]

2. Стале Д.В., Кливленд М.К., Блэнтон Д.Б., Террелл М.Д., Гей Д.А. Потерянная колония и засуха в Джеймстауне. Наука. 1998 год; 280: 564–567. [PubMed] [Академия Google]

3. Стале Д.В., ВанАрсдейл Р.Б., Кливленд М.К. Тектонический сигнал в лысых кипарисах на озере Рилфут, Теннесси. Сейсмол Res Lett. 1992 год; 63: 439–447. [Google ученый]

4. Педерсон Н. Внешняя характеристика старых деревьев в восточном широколиственном лесу. Nat Areas J. 2010; 30: 396–407. [Google ученый]

Статьи из Трудов Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки предоставлены здесь с любезного разрешения Национальная академия наук

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x