Kemarau yang teruk telah menyumbang kerosakan kumbang kulit yang meluas dan kematian pokok di hutan pain di AS barat. Jabatan Pertanian AS, CC BY-ND
Terdapat misteri di dalam pokok-pokok di mana nasib bandar-bandar pesisir, yang diancam oleh kenaikan paras laut dari perubahan iklim, mungkin bergantung. Setiap tahun, hutan di bumi mengambil kira satu suku daripada karbon dioksida yang dipancarkan oleh manusia, dengan berkesan melambatkan kelajuan dan keterukan pemanasan global. Mereka mengunci sebahagian besar karbon ini di batang mereka dan menyimpannya selama berabad-abad. Perkhidmatan yang mereka berikan kepada manusia bernilai kira-kira AS $ 1 trilion setiap tahun.
Tetapi tidak ada jaminan bahawa pokok-pokok di seluruh dunia akan terus melakukan ini dalam dekad yang akan datang. Perubahan iklim adalah kemarau superfuel, kebakaran hutan besar dan wabak serangga, yang mana pertumbuhan pokok yang lambat, membunuh pokok dan melepaskan karbon ini ke atmosfera.
Oleh itu, soalan satu triliun dolar yang saintis berlumba-lumba untuk menjawab adalah - apakah nasib pokok dalam perubahan iklim?
Dalam kajian mengenai kesan kemarau di atas pokok, rakan-rakan saya dan saya memberi tumpuan kepada satu aspek soalan ini, khususnya kesan kemarau di atas pokok. Analisis kami menunjukkan bahawa hutan tidak melantun dari kemarau yang teruk secepat yang difikirkan oleh para saintis - satu penemuan yang boleh membawa kepada model yang lebih baik untuk bagaimana hutan menyerap pelepasan karbon.
Sejarah Pokok Membaca
Pada masa ini, kami kebanyakannya buta terbang apabila meramalkan nasib pokok. Alat ramalan terbaik kami - model matematik berdasarkan fisiologi tumbuhan dan iklim - tidak setuju liar pada masa depan hutan.
Sesetengah menunjukkan bahawa pokok terus tumbuh seperti gila dan mengambil karbon menjelang akhir abad ini. Walau bagaimanapun, dalam keadaan lain, kekeringan, suhu, dan gangguan ekosistem yang lain menjejaskan pertumbuhan pokok dan membunuh banyak pokok, dan ekosistem mula kehilangan karbon, dengan cepat mempercepatkan kelajuan dan keterukan perubahan iklim. Lebih buruk lagi, model-model ini pada amnya tidak difikirkan secara tepat mensimulasikan Impak kemarau di hutan.
Untuk menguraikan sebahagian daripada misteri ini, kami beralih kepada cincin pokok. Kebanyakan pokok di Hemisfera Utara berkembang cincin tahunan, yang berlapis-lapis di sekitar batang seperti muka surat pada buku ke masa lampau sepanjang hayat pokok itu.
Para saintis telah diketahui selama beberapa dekad bahawa semasa musim kemarau, pokok-pokok tumbuh lebih perlahan. Tetapi kami ingin tahu jawapan kepada soalan mudah: apa yang berlaku selepas kemarau? Adakah pokok pulih dan terus berkembang, mengambil karbon dari atmosfera? Atau, boleh merosakkan yang berkekalan semasa musim kemarau membuat mereka tumbuh lebih perlahan selepas itu, walaupun sekali kemarau sudah berakhir?
Kerana perubahan iklim akan membawa kepada kekeringan yang lebih kerap dan lebih teruk di banyak kawasan di dunia, pemulihan hutan selepas kemarau akan menjadi penting untuk menentukan sama ada mereka terus mengambil karbon dioksida dan memperlahankan pemanasan global.
Hangover Kemarau
Kami menggunakan pangkalan data dalam talian yang boleh didapati dari cincin pokok dari beberapa ribu kawasan hutan di seluruh dunia, dengan kebanyakan pengukuran yang datang dari Amerika Utara, Eropah, dan sebahagian Rusia. Di sekitar 1,300 tapak hutan yang memenuhi kriteria kami, kami mencari data iklim sejarah untuk mencari tahu kapan dan di mana kemarau yang teruk berlaku. Kami kemudian memandang pertumbuhan pohon yang masih hidup selepas kemarau itu selesai.
Apa yang kami dapati agak mengejutkan. Rata-rata, hutan mengambil masa dua hingga empat tahun untuk memulihkan kadar pertumbuhan sebelum mereka selepas kemarau yang teruk. Kesan "warisan" ini adalah paling teruk di hutan kering seperti barat daya Amerika Syarikat dan spesies pain. Di samping itu, spesies pokok yang mengambil risiko yang paling - iaitu, mereka yang terus minum air kadar yang tinggi semasa musim kemarau - juga mempunyai kesan warisan terbesar.
Tanpa kajian yang lebih terperinci di hutan individu, kami tidak dapat mengetuk dengan tepat mengapa pokok tumbuh lebih perlahan selepas musim kemarau, tetapi kami mempunyai beberapa petunjuk.
Yang paling menjanjikan adalah penemuan bahawa spesies pokok yang mengambil risiko semasa kemarau kelihatan pulih yang paling lambat. Sesetengah spesies, seperti pokok aspen menggeletar, terus menggunakan air dan mengekalkan fotosintesis semasa musim kemarau, tetapi mereka merosakkan sistem pengangkutan air mereka dan juga kematian. Strategi ini mungkin berfaedah pada waktu basah atau kemarau sederhana, membantu mereka mengatasi jiran-jiran mereka dan mendapatkan lebih banyak cahaya. Tetapi dalam kemarau yang teruk, strategi ini boleh menjadi lambungan. Malah, dalam penyelidikan terdahulu kita pada pokok aspen kita mendapati banyak kerosakan yang didorong oleh kemarau di dalam kayu yang berterusan satu dekad atau lebih.
Apabila kita melihat model matematik semasa, kita mendapati bahawa semua model ini diperlakukan seperti kemarau cahaya. Apabila pokok-pokok itu menjadi kekeringan, mereka semakin perlahan. Tetapi apabila kemarau telah dikurangkan, model-model tersebut menganggap suis itu dibalik dan mereka pulih dengan sempurna dan dengan serta-merta.
Ini menunjukkan bahawa model-model ini mungkin hilang beberapa proses utama untuk mensimulasikan kesan kemarau secara tepat pada hutan. Oleh itu, mereka mungkin terlalu mengagumkan berapa banyak pokok yang dapat membantu memperlahankan perubahan iklim.
Gigaton Karbon Dari Suasana
Berapakah kesan ini penting? Kami melakukan beberapa pengiraan mudah pengambilan karbon hutan semi-gersang dengan dan tanpa kesan warisan kemarau ini. Kami mendapati bahawa lebih dari satu abad, hutan semi-gersang akan menyimpan 1.6 gigatons karbon kurang kerana kesan legasi kemarau, iaitu kira-kira 25% daripada Pelepasan karbon tahunan AS. Ini sememangnya merupakan anggaran yang sangat konservatif tentang betapa pentingnya, kerana hanya menganggap satu komuniti tumbuhan di rantau, atau biome.
Walau bagaimanapun banyak persoalan utama. Pertama, adakah kesan-kesan warisan kebakaran ini berlaku di hutan tropika, yang merupakan antara tenggelam karbon terkuat di semua hutan? Banyak spesies pokok tropika tidak membuat cincin tahunan yang konsisten, yang membuat analisis cincin pokok mencabar, tetapi beberapa kumpulan penyelidikan baru-baru ini berjaya mengukur cincin pokok dalam beberapa spesies tropika.
Kedua, bagaimana sensitif adalah kematian pokok kepada kemarau di rantau dan ekosistem yang berlainan di seluruh dunia? Mortaliti pokok telah terbukti sangat sukar untuk belajar, memahami, dan meramalkan, dan masyarakat berlumba-lumba untuk menyelesaikan soalan-soalan ini.
Ketiga, bagaimanakah kita dapat memperbaiki model ramalan untuk mensimulasikan kemarau yang lebih baik? Dalam penyelidikan lain, rakan sekerja saya dan saya berusaha untuk memperbaiki model-model vegetasi dengan menambah mekanisme kerosakan kemarau yang membunuh dan membunuh pokok-pokok dengan strategi penggunaan air yang berisiko.
Pada akhirnya, lebih cepat dan lebih agresif kita menangani perubahan iklim disebabkan oleh manusia, semakin rendah risiko untuk hutan di seluruh dunia.
Penyelidikan kami telah menyinar sinar kecil cahaya ke dalam rahsia di tengah-tengah pokok, perjalanan kembali dalam masa sehingga kita dapat memahami masa depan. Tetapi banyak lagi misteri yang masih terukir di dalam organisma megah ini, misteri yang kita sangat perlu dibongkar.
Tentang Pengarang
William RL Anderegg adalah Felo Penyelidik Pasca Odtoral di Princeton Environmental Institute di Princeton University. Pusat penyelidikannya di sekitar persimpangan ekosistem dan perubahan iklim. Saya menerima Ph.D. dari Jabatan Biologi di Universiti Stanford.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.
iklim_books
