树苗揭示气候变化如何破坏森林

   日期:2024-10-02     来源:本站    作者:admin    浏览:91    

  

  

  当气候科学家唐·福尔克徒步穿过一片森林时,苍翠的老松树在头顶伸展。但他总觉得少了些什么。然后他的眼睛找到了它:一株枯黄的幼苗,因为没有生命而被人忽视。一旦福尔克的眼睛找到了一个,其他的很快就进入了他的意识。整整一代的小树都死了。

  福尔克是亚利桑那大学自然资源与环境学院的教授,同时在树木年轮研究实验室和亚利桑那恢复力研究所工作。他把年轻一代树木的大规模死亡称为招募失败。他说,这对树木种群来说尤其具有破坏性,因为最年轻的树木对于大规模死亡事件(如严重的野火和昆虫爆发)后的森林恢复至关重要,这两种事件都将随着气候的持续变化而变得更加频繁。

  为了更好地理解极端气候条件是如何引发招募失败的,福尔克和他的合著者研究了五种4年树龄的树木对长期干旱和高温的反应。

  他们发现,不同的物种对干旱的耐受性不同,所有物种对热浪的耐受性都比预期的要高。他们的研究结果发表在《森林前沿与全球变化》杂志上。

  福尔克说,一般来说,老树更能适应更恶劣的环境。但是,当发生大规模死亡事件时——这可能是由干旱和高温引起的,有时还伴随着相关的昆虫、病原体或野火——树木种群就会依赖于它们的再生能力。

  福尔克说:“当科学家根据一棵成年树所能忍受的条件来建立未来树木生长的模型时,它可能无法准确反映森林的未来。”“这就是为什么我们关注这个幼苗瓶颈。”

  研究小组收集了在新墨西哥州杰梅兹山脉不同海拔发现的五种树木。从海拔最低到最高,这包括黄松,pi?on松,恩格尔曼云杉,花旗松和松木。然后,他们把小树放在一个生长室里,在干旱和炎热的条件下生长,这样他们就可以精确地控制温度、湿度、光线和水。

  在第一轮实验中,研究小组维持每种植物的正常平均温度,并停止浇水,以测试它们对干旱条件的反应。

  福尔克说:“大约8周后,几乎每棵树都还在处理这个问题。”“但是,随着干旱持续到12周和14周,黄松幼苗开始死亡,然后pi?on幼苗开始死亡,然后是恩格尔曼云杉和花旗松。持续时间最长的是软松木,这让我们感到惊讶(在没有水的情况下持续了36周)。”

  福尔克说:“你可能会认为,生活在较低、较温暖海拔地区的物种比生活在较高海拔地区的树木更能适应干旱。”“但海拔较高的树木,如花旗松和松木,生长在最凉爽的温度下,寿命最长。看来,这些树的耐旱能力只能达到它们需要的程度。随着气候变化的进展,它将给树木带来更大的压力,然后可能会选择那些更耐旱的性状。”

  接下来,研究小组通过在一周内将所有物种的温度调高10度来模拟平均热浪。

  结果,每个物种都以完全相同的顺序灭绝,只是死亡时间稍微早一点。

  “这些结果在几个方面让我感到惊讶,”合著者、亚利桑那大学名誉教授大卫·布雷斯希尔斯说。“首先,热浪确实很重要,但我预计它们的影响比实际更大。所以,它们很重要,但潜在的干旱和平均变暖似乎是关键的驱动因素。其次,我们发现软松木是最坚硬的物种,这对我们的景观可能如何变化具有重要意义。”

  福尔克说,在他们的下一个实验中,研究小组计划加强热浪。

  “我们需要这种类型的信息来帮助森林管理者了解接下来会发生什么,并指导在野火或其他成年树大规模死亡事件后种植什么,”布雷希尔斯说。

 
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