Бореальные леса в мире могут сокращаться, поскольку изменение климата толкает их на север.

Земли бореальные леса окружают самые северные уголки нашей планеты, к югу от безлесной арктической тундры.Если планета носит арктическую ледяную шапку, то бореальные леса представляют собой рыхлую повязку, обернутую вокруг ее ушей, и охватывают большую часть Аляски, Канады, Скандинавии и Сибири.

Почвы бореального региона уже давно защищают планету от потепления, накапливая огромное количество углерода и не допуская его попадания в атмосферу.Его удаленность исторически защищала леса и водно-болотные угодья. от обширного воздействия человека.

Эти две характеристики оценивают бореальные леса как среди важнейших экосистем на Земле.Кроме того, многочисленные виды млекопитающие, рыбы, растения, насекомые и птицы сделайте эти леса своим домом.

Для более двух столетий, Ученые признали, что климат играет ключевую роль в определении географических зон растительных сообществ.Поскольку бореальные леса и почвы страдают от минусовой зимы и короткого лета, эти леса и животные, которые в них живут, смещаются на север по мере повышения температуры.

Однако продвижение бореальных лесов на север было неравномерным и медленным, чем ожидалось.Между тем, их отступление на юг произошло быстрее, чем предсказывали ученые.Как учёные, изучающие северный экосистемы, леса и водно-болотные угодья, мы видим свидетельства того, что по мере того, как мир нагревается, его крупнейшие лесные массивы, по-видимому, сокращаются.

Самая большая дикая местность на Земле

Бореальные леса содержат миллиарды деревьев.Большинство из них игольчатые, шишковидные хвойные породы, но встречаются и участки широколиственных пород, в том числе береза, осина и тополь.Они поддерживают миллионы перелетных птиц и таких знаковых млекопитающих, как бурые медведи, лоси и рыси.

Эти деревья и почвы вокруг их корней помогают регулировать климат Земли, отчасти за счет вытягивания углекислого газа из атмосферы, где в противном случае он действовал бы как парниковый газ.Деревья используют этот углерод для роста корней, стволов и листьев, которые в конечном итоге превращаются в богатую углеродом почву после смерти дерева.Значительные изменения в лесах приведут к изменениям глобального климата.

Эти леса теплеют темпами значительно выше среднего мирового уровня.Повышение температуры напрямую влияет на рост и выживание деревьев и, в свою очередь, на их способность накапливать углерод.

Леса в движении

Поскольку потепление атмосферы освобождает деревья от ледяной хватки низких температур, взрослые деревья могут отреагировать на это более быстрым ростом.Более мягкие температуры также позволяют молодым саженцам деревьев в самых северных бореальных лесах закрепиться там, где предыдущие условия были слишком суровыми для их укоренения.

В более теплых южных бореальных лесах ситуация совершенно иная.Здесь условия стали слишком теплыми для адаптированных к холоду бореальных деревьев, что замедлило их рост и даже привело к их гибели.С потеплением наступает засуха, а дефицит воды делает деревья более восприимчивыми к заражению насекомыми и пожары, как Канада пережила в 2023 году и Сибирь в 2019 и 2020.

Если это произойдет в большем масштабе, южные границы бореальных лесов истончатся и деградируют, тем самым отступая дальше на север, где температуры все еще подходят.

Если бореальные леса будут расширяться на север и отступать на юге такими же темпами, они могут медленно следовать за потеплением.Однако наше совместное исследование с использованием спутниковых и полевых данных показывает, что ситуация более сложна.

Отслеживание лесов из космоса

Спутники имеют неоценимое значение для отслеживания того, как изменились бореальные леса за последние десятилетия и соответствуют ли эти изменения общему сдвигу на север.Исследователи могут использовать спутники для мониторинга годовых изменений характеристик леса, таких как годовой рост деревьев и древесный покров.

Наши недавние исследования с использованием спутниковых данных показали, что рост дерева и древесный покров увеличилась с 2000 по 2019 год на большей части бореального леса.Эти изменения произошли преимущественно в наиболее холодных северных районах.Однако было мало свидетельств того, что леса расширялись за пределы нынешних границ деревьев.

Наши исследования также показали, что рост деревьев и древесный покров часто снижались с 2000 по 2019 год в более теплых южных районах бореальных лесов.В этих регионах более жаркие и засушливые условия часто замедляли рост деревьев или уничтожали отдельные деревья, а лесные пожары и вырубка леса способствовали потере древесного покрова.

Спутниковые данные ясно показывают, что изменение климата затрагивает как северную, так и южную окраину бореального леса.Однако если потеря древесного покрова на юге происходит быстрее, чем его увеличение на севере, то бореальный лес, скорее всего, сократится, а не просто сдвинется на север.

Увеличение масштаба, чтобы понять изменения в лесу

Леса развиваются, когда отдельные семена деревьев прорастают и растут, но бореальные деревья растут медленно, и им требуются десятилетия, чтобы достичь размеров, видимых из космоса.Для поиска молодых деревьев, присутствие которых может сигнализировать о движении линий деревьев, необходимы данные с земли.

В конце 1970-х годов один из нас (Дэвид Купер) задокументировал, что молодые ели росли на высоте на сотни ярдов выше и в нескольких милях к северу от самые высокие деревья с шишками в хребте Брукс на Аляске.Вернувшись в 2021 году, мы обнаружили, что эти маленькие деревья выросли до нескольких ярдов в высоту и дали шишки.Что еще более важно, 10 раз количество молодых елей теперь растет выше и за пределами линии деревьев, чем во время наших первых полевых вылазок.

Пересекая пешком границу между бореальными лесами Аляски и арктической тундрой, мы обнаружили тысячи молодых бореальных деревьев, растущих до 25 миль к северу от установленных границ деревьев.Большинство из них растут там, где выпадает более глубокий снег, из-за версии Северного Ледовитого океана.эффект озера»:Холодный воздух движется по открытой воде, собирая тепло и влагу, которые затем выпадают в виде снега с подветренной стороны.

Отступающий морской лед оставляет больше открытой воды.Это порождает более сильные ветры, которые разносят семена деревьев дальше, и выпадает больше снега, который защищает саженцы от суровых зимних условий.В результате деревья в хребте Брукс на Аляске стали стремительно продвигаемся в безлесную тундру.Однако эти быстрые расширения локализованы и еще не происходит повсюду вдоль северной линии деревьев.

Будущее лицо бореальных лесов

Наше совместное исследование показывает, что бореальные леса фактически реагируют на повышение температуры.Но быстрые темпы климатических изменений означают, что деревья, скорее всего, не смогут двигаться на север такими темпами, которые соответствуют их исчезновению на юге.

Смогут ли деревья на крайнем севере когда-нибудь догнать климат и предотвратить сокращение лесов?На данный момент ученые просто не знают.Возможно, недавно посаженные деревья в хребте Брукс предвещают такое расширение.Также неясно, смогут ли северные части бореальных лесов накопить достаточно углерода за счет увеличения роста, чтобы компенсировать потери углерода на юге.

Если бореальные леса действительно находятся на грани сокращения, они в конечном итоге исчезнут на своей нынешней южной окраине.Это нанесет вред многим местным и мигрирующим животным, особенно птицам, поскольку сократит их бореальную среду обитания.Леса также имеют культурное значение для нескольких миллионов человек, которые называют их своим домом, например, Коренные общины Канады.

Более тщательный мониторинг бореальных лесов по всему миру с использованием как спутниковых данных, так и наземных измерений поможет дополнить эту картину.Только тогда исследователи смогут надеяться заглянуть в будущее одна из последних пустынь Земли.