Obecnie nadal wpływ ekstremalnych zjawisk klimatycznych na ekosystemy lądowe jest słabo poznany. Dotyczy to zarówno fal upałów, susz, jak i pożarów. Jeśli chodzi o susze, wpływ tych ekstremów jest bardzo ważny dla przewidywania sprzężeń zwrotnych związanych z przebiegiem cyklu węglowego, który z kolei może mieć wpływ na przyspieszenie lub ograniczenie zmian klimatu.
28 września 2020 roku w czasopiśmie Nature Climate Change w pracy zespołowej „Divergent forest sensitivity to repeated extreme droughts” [„Rozbieżna wrażliwość lasów na powtarzające się ekstremalne susze”], na jej wstępie William Anderegg ze swoimi współpracownikami opisali zbadane sekwencje susz w ekosystemach leśnych Ziemi.
Naukowcy napisali:
Wzrost częstotliwości i dotkliwości susz spowodowany zmianą klimatu może zagrozić ekosystemom leśnym i lądowym pochłaniaczom dwutlenku węgla. Podczas gdy wpływ pojedynczych susz na lasy był szeroko badany, zrozumienie, czy lasy aklimatyzują się lub stają się bardziej podatne na sekwencyjne susze, pozostaje w dużej mierze nieznane i ma kluczowe znaczenie dla przewidywania przyszłego stanu lasów. Łączymy zestawy danych z różnych biomów dotyczące wzrostu drzew, śmiertelności drzew i zawartości wody w ekosystemie, aby określić ilościowo skutki wielu susz w różnych skalach, od pojedynczych drzew po kulę ziemską od 1900 do 2018 r. Odkryliśmy, że kolejne susze mają ogólnie bardziej szkodliwy wpływ niż początkowe susze, ale efekt ten różni się ogromnie w zależności od kladu i ekosystemu, przy czym ekosystemy nagonasienne i zdominowane przez drzewa iglaste częściej wykazują zwiększoną podatność na wielokrotne susze. Zróżnicowany wpływ wielu susz na klady i biomy wskazuje, że zmiany częstotliwości susz mogą mieć fundamentalnie różne konsekwencje ekologiczne i cykl węglowy w różnych ekosystemach.
—–
Fot. Las w Sierra Nevada dotknięty suszą i chrząszczem sosnowym. Źródło: Uniwersytet Kalifornijski – Santa Barbara
—–
Ekolog lasów z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara, Anna Trugman, współautorka pracy z Uniwersytetu Utah, Uniwersytetu Stanforda i Służby Leśnej Stanów Zjednoczonych wraz z resztą zespołu naukowego Anderegga zbadała wpływ powtarzających się, ekstremalnych susz na różne rodzaje lasów na całym świecie. Naukowcy odkryli, że różne czynniki mogą zwiększać lub zmniejszać odporność lasu na kolejne susze. Jednak badanie to wykazało, że kolejne susze są generalnie coraz bardziej szkodliwe dla lasów, nawet jeśli każda susza nie była bardziej ekstremalna niż początkowa.
William Anderegg stwierdził, że chociaż susza może narazić drzewa, na znaczny stres wodny, to może zabić gatunki słabsze genetycznie. Może wyselekcjonować ocalałe osobniki z mniejszą konkurencją o wodę, jeśli powrócą kolejne suche warunki.
Fakt jednak jest taki, że po każdym zdarzeniu takim jak susza, drzewa, zarówno iglaste, jak i liściaste, mają mniejszy przyrost. Im bardziej ekstremalna wystąpi susza, tym jest on mniejszy.
Analizując słoje drzew w ciągu minionych 100 lat, naukowcy prześledzili, jak przebiegały susze i warunki po nich i w jakiej kondycji genetycznej i fizjologicznej były drzewa potem. Dane z US Forest Inventory and Analysis umożliwiły im dostęp do wskaźników śmiertelności drzew dla ponad 100 000 powierzchni leśnych w latach 2000-2018. Następnie połączyli te źródła z pomiarami satelitarnymi zawartości wody w koronach lasów. I upewnili się, że drzewa iglaste znoszą suszę najgorzej ze względu na odmienną i mniej elastyczną hydraulikę niż drzewa liściaste.
Anderegg powiedział:
Okrytozalążkowe mają znacznie bardziej elastyczną anatomię i fizjologię niż nagozalążkowe, co wydaje się pomagać im szybciej i pełniej regenerować się po początkowych suszach.
Ponadto, naukowcy wyciągnęli takie słuszne wnioski, że dobór naturalny będzie preferować osobniki, zarówno wśród drzew iglastych, jak i liściastych, bardziej odporne nie tylko na stres wodny i cieplny, ale i też odporniejsze na szkodniki, patogeny i choroby.
Trugman powiedziała:
To badanie dostarcza dużo motywacji, ale myślę, że następnym pilnym krokiem jest dotarcie do podstawowych mechanizmów na poziomie fizjologicznym i ekologicznym.
Z kolei Anderegg spuentował wypowiedź swoją:
Te wyniki są szczególnie istotne w zachodnich Stanach Zjednoczonych, gdzie mieliśmy wiele poważnych susz w ciągu ostatnich 20 lat.
——