Nowa analiza ponad 20 000 drzew na pięciu kontynentach pokazuje, że stare drzewa są bardziej odporne na suszę niż młodsze drzewa w koronach lasów i mogą lepiej wytrzymać przyszłe ekstremalne warunki klimatyczne.
Według ekologa leśnego z University of Michigan, Tsun Fung (Tom) Au, doktora habilitowanego w Instytucie ds. Globalna biologia zmian.
„Liczba starych lasów na planecie spada, podczas gdy przewiduje się, że w przyszłości susze będą częstsze i bardziej intensywne” – powiedział Au, główny autor badania opublikowanego online 1 grudnia w czasopiśmie Nature Climate Change.
„Biorąc pod uwagę ich wysoką odporność na suszę i wyjątkową zdolność magazynowania dwutlenku węgla, ochrona starszych drzew w górnym koronie powinna być najwyższym priorytetem z punktu widzenia łagodzenia klimatu”.
Naukowcy odkryli również, że młodsze drzewa w górnym koronie – jeśli uda im się przetrwać suszę – wykazywały większą odporność, definiowaną jako zdolność do powrotu do tempa wzrostu sprzed suszy.
Podczas gdy wylesianie, selektywne pozyskiwanie drewna i inne zagrożenia doprowadziły do globalnego zaniku starych lasów, późniejsze ponowne zalesianie – albo poprzez naturalną sukcesję, albo poprzez sadzenie drzew – doprowadziło do tego, że lasy zdominowane są przez coraz młodsze drzewa.
Na przykład obszar zajmowany przez młodsze drzewa (<140 lat) w górnej warstwie korony lasów strefy umiarkowanej na całym świecie już znacznie przekracza obszar zajmowany przez starsze drzewa. Ponieważ demografia lasów wciąż się zmienia, oczekuje się, że młodsze drzewa będą odgrywać coraz ważniejszą rolę w sekwestracji dwutlenku węgla i funkcjonowaniu ekosystemu.
„Nasze odkrycia – że starsze drzewa w górnym baldachimie są bardziej odporne na suszę, podczas gdy młodsze drzewa w górnym baldachimie są bardziej odporne na suszę – mają ważne implikacje dla przyszłego magazynowania dwutlenku węgla w lasach” – powiedział Au.
„Wyniki te sugerują, że w krótkim okresie wpływ suszy na lasy może być dotkliwy ze względu na występowanie młodszych drzew i ich większą wrażliwość na suszę. Jednak na dłuższą metę te młodsze drzewa mają większą zdolność do odbudowy po suszy, co może być korzystne dla zasobów węgla”.
Implikacje te będą wymagały dalszych badań, według Au i współpracowników, biorąc pod uwagę, że ponowne zalesianie zostało zidentyfikowane przez Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu jako potencjalne rozwiązanie oparte na przyrodzie, które pomoże złagodzić zmiany klimatu.
Plan wdrażania Sharm el-Sheikh opublikowany podczas Konferencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu w Egipcie (COP27) w 2022 r. również potwierdził znaczenie utrzymania nienaruszonej pokrywy leśnej i związanego z nią magazynowania dwutlenku węgla jako zabezpieczenia społecznego i środowiskowego.
„Te odkrycia mają wpływ na sposób, w jaki zarządzamy naszymi lasami. Historycznie zarządzaliśmy lasami w celu promowania gatunków drzew, które mają najlepszą jakość drewna” – powiedział Justin Maxwell z Indiana University, starszy autor badania.
„Nasze odkrycia sugerują, że zarządzanie lasami pod kątem ich zdolności do magazynowania węgla i odporności na susze może być ważnym narzędziem w reagowaniu na zmiany klimatu, a myślenie o wieku lasów jest ważnym aspektem tego, jak las zareaguje na suszę” ”.
Naukowcy wykorzystali długoterminowe dane słojów drzew z Międzynarodowego Banku Danych Słojów Drzew, aby przeanalizować reakcję wzrostu 21 964 drzew ze 119 gatunków wrażliwych na suszę, podczas i po suszach minionego stulecia.
Skupili się na drzewach w najwyższym baldachimie. Korona lasu to wielowarstwowa, złożona strukturalnie i ważna ekologicznie strefa utworzona przez dojrzałe, nachodzące na siebie korony drzew.
Górne korony drzew podzielono na trzy grupy wiekowe – młode, średniozaawansowane i stare – a naukowcy zbadali, jak wiek wpływa na reakcję na suszę różnych gatunków drzew liściastych i iglastych.
Odkryli, że młode drewno liściaste w górnej koronie doświadczyło 28% redukcji wzrostu podczas suszy, w porównaniu do 21% redukcji wzrostu starego drewna liściastego. 7% różnica między młodym i starym drewnem liściastym wzrosła do 17% podczas ekstremalnej suszy.
Chociaż te różnice związane z wiekiem mogą wydawać się dość niewielkie, według autorów badania, zastosowane w skali globalnej, mogą mieć „ogromny wpływ” na regionalne magazynowanie dwutlenku węgla i globalny budżet węglowy. Jest to szczególnie prawdziwe w lasach strefy umiarkowanej, które należą do największych pochłaniaczy dwutlenku węgla na świecie.
Naukowcy twierdzą, że w badaniu różnice w reakcjach na suszę związane z wiekiem w drzewach iglastych były mniejsze niż w drewnie liściastym, prawdopodobnie dlatego, że drzewa iglaste zwykle zamieszkują bardziej suche środowiska.
Obecne badanie było częścią rozprawy doktorskiej Au na Uniwersytecie Indiana i kontynuował pracę po dołączeniu do UM’s Institute for Global Change Biology, który ma siedzibę w School for Environment and Sustainability.
Nowe badanie jest syntezą, która przedstawia efekty netto tysięcy drzew w różnych lasach na pięciu kontynentach, zamiast skupiać się na pojedynczych typach lasów. Ponadto, nowe badanie jest wyjątkowe, ponieważ koncentruje się na drzewach w koronach górnych lasów, co według autorów zmniejsza zakłócające efekty wysokości i wielkości drzew.
Oprócz Au i Maxwella autorami badania są Scott Robeson, Sacha Siani, Kimberly Novick i Richard Phillips z Indiana University; Jinbao Li z Uniwersytetu w Hongkongu; Matthew Dannenberg z University of Iowa; Teng Li z Uniwersytetu w Kantonie; Zhenju Chen z Uniwersytetu Rolniczego w Shenyang; oraz Jonathan Lenoir z UMR CNRS 7058 na Université de Picardie Jules Verne w Amiens we Francji.
Autorzy badania otrzymali wsparcie od Indiana University, Hong Kong Research Grants Council i National Natural Science Foundation of China. Badania były częściowo wspierane przez Lilly Endowment Inc. poprzez wsparcie dla Indiana University Pervasive Technology Institute.