Extremer Trockenheit Schwächen Bäume Fähigkeit, genießen Sie Carbon
Es gibt ein Geheimnis im Inneren der Bäume, von denen das Schicksal der Küstenstädte, bedroht durch steigende Meeresspiegel durch den Klimawandel, abhängen kann. Jedes Jahr nehmen die Wälder der Erde etwa ein Viertel der Kohlendioxidausstoß durch den Menschen wirksam verlangsamt die Geschwindigkeit und die Schwere der globalen Erwärmung. Sie sperren den größten Teil dieser Kohlenstoff in den Stielen und halten Sie ihn dort seit Jahrhunderten. Dieser Service, den sie für die Menschheit ist Wert ungefähr US$ 1 Billion pro Jahr.
Aber es gibt keine Garantie dafür, dass Bäume rund um den Globus weiter, dies in den kommenden Jahrzehnten zu tun. Der Klimawandel ist Superfueling Dürren, Waldbrände in massiven und Insektenkalamitäten, die alle Bäume Wachstum verlangsamen, töten Bäume und dieser Kohlenstoff wieder in die Atmosphäre freisetzen.
Somit ist die 1 billion-Dollar-Frage, die Wissenschaftler Rennen sind, um zu beantworten – was ist das Schicksal der Bäume im Klimawandel?
In einer Studie die Auswirkungen von Dürren auf Bäumen konzentrierte sich meine Kollegen und ich auf einen Aspekt dieser Frage, insbesondere die Auswirkungen der Dürre auf Bäumen. Unsere Analyse zeigt, dass Wälder nicht von extremer Trockenheit erholen so schnell wie Wissenschaftler hatte gedacht – eine Erkenntnis, die zu besseren Modellen für wie Wälder Kohlendioxid-Emissionen absorbieren führen könnte.
Baum-Geschichte lesen
Derzeit fliegen wir weitgehend Blind, wenn es darum geht, das Schicksal der Bäume Prognose. Unsere besten prädiktiven Tools – mathematische Modelle anhand der Pflanzenphysiologie und Klima – widersprechen Wild über die Zukunft der Wälder.
Einige zeigen, dass Bäume wachsen wie verrückt und nehmen Kohlenstoff bis zum Ende des Jahrhunderts. In anderen Fällen jedoch Dürre, Temperatur und andere Ökosystem Störungen dämpfen Wachstum von Bäumen und viele Bäume zu töten, und Ökosysteme anfangen, Kohlenstoff, rasant, die Geschwindigkeit und die Schwere des Klimawandels zu verlieren. Noch schlimmer ist, sind diese Modelle in der Regel nicht daran gedacht, Dürre Auswirkungen auf die Wälder genau simulieren.
Um Teil dieses Geheimnis zu lüften, wandten wir uns an Baumringen. Die meisten Bäume in der nördlichen Hemisphäre wachsen Jahresringe, die um den Stiel wie Seiten in einem Buch über diesen Baum Lebenszeit geschichtet sind.
Wissenschaftler haben seit Jahrzehnten bekannt, dass während der Dürre Bäume langsamer wachsen. Aber wir wollten wissen, die Antwort auf eine einfache Frage: Was passiert nach der Dürre? Bäume erholen und weiter zu wachsen, dass Kohlenstoff aus der Atmosphäre aufnehmen? Oder Schäden, die während der Dürre langsamer wachsen danach auch nach Ende die Trockenheit machen könnte?
Denn der Klimawandel zu häufiger und schwerer Dürren in vielen Regionen der Welt führt, wird die Erholung der Wälder nach Dürre zu bestimmen, ob sie Kohlendioxid wobei halten und Verlangsamung der globalen Erwärmung entscheidend sein.
Dürre Kater
Wir nutzten eine online, öffentlich zugängliche Datenbank der Jahresringe aus mehreren tausend Waldstandorte rund um den Globus, mit die meisten Messungen kommen aus Nordamerika, Europa und Russland. Auf rund 1.300 Waldstandorte, die unsere Kriterien erfüllt, suchten wir historische Klimadaten um herauszufinden, wann und wo die Dürreperioden stattgefunden hatte. Wir schauten uns dann Bäume Wachstum zu überleben, nachdem diese Dürren beendet hatte.
Was wir fanden war ziemlich erschreckend. Wäldern nahm im Durchschnitt zwei bis vier Jahre zu ihren früheren Wachstumsraten nach Dürre zu erholen. Dieses "Erbe-Effekt" der Dürre war schwerste in Trockenwäldern wie der Südwesten der USA und Kiefernarten. Darüber hinaus hatte die Baumarten, die die meisten Risiken – das heißt, haben diejenigen, die weiter zu Wasser mit einer hohen Rate während einer Dürre – trinken auch das größte Vermächtnis Effekte.
Ohne genauere Untersuchungen in den einzelnen Wäldern wir konnten nicht genau warum Bäume langsamer nach Dürre wachsen festzunageln, aber haben wir ein paar Hinweise.
Vielversprechendsten war die Feststellung, die dass die Baumarten, die Risiken während der Dürre zu nehmen scheinen, am langsamsten wiederherzustellen. Einige Arten, wie die zitternden Espenbaum weiterhin verwenden Sie Wasser und Photosynthese während Dürre aufrechtzuerhalten, aber riskieren sie Schäden an ihrer Wasser-Transport-Systeme und sogar zum Tod. Diese Strategie ist wahrscheinlich vorteilhaft in nassen Zeiten oder moderate Dürren, hilft ihnen ihre Nachbarn hinauswachsen und gewinnen Sie mehr Licht. Aber in Dürreperioden, diese Strategie kann nach hinten losgehen. In der Tat in unserer bisherigen Forschung auf Espe Bäume fanden wir eine Menge Schaden Dürre getrieben in das Holz, das ein Jahrzehnt lang beibehalten.
Wenn wir uns die aktuellen mathematischen Modelle angeschaut, fanden wir, dass alle diese Modelle Dürre wie einen Lichtschalter behandelt. Wenn die Bäume Dürre betont waren, wuchsen sie langsamer. Aber wenn die Dürre gemildert wurde, nahm die Modelle der Schalter wurde wieder umgedreht und sie erholt ihr Wachstum, perfekt und sofort.
Dies bedeutet, dass diese Modelle wohl mehrere wichtige Prozesse genau simulieren Dürre Auswirkungen auf die Wälder fehlen. So können sie zu überschätzen sein wie viel Bäume langsam den Klimawandel helfen können.
Gigatonnen Kohlenstoff aus der Atmosphäre
Wie viel hat dieser Effekt Angelegenheit? Wir haben einige einfache Berechnungen der semi-ariden Wälder Kohlenstoff-Aufnahme mit und ohne diese Dürre veraltete Effekte. Wir fanden, dass mehr als ein Jahrhundert semi-ariden Wälder 1,6 Gigatonnen Kohlenstoff weniger aufgrund der veralteten Wirkung der Trockenheit, speichern möchten, die etwa 25 % der US-jährlichen CO2-Emissionen ist. Dies ist sicherlich eine sehr konservative Schätzung von wie sehr es darauf ankommt, da es nur eine Gemeinschaft von Pflanzen in einer Region oder Biom ansieht.
Jedoch bleiben viele wichtige Fragen. Erstens treten diese älteren Folgen der Dürre in den tropischen Wäldern gehören zu den stärksten Kohlenstoffsenken aller Wälder? Viele tropische Baumarten machen nicht konsistent Jahresringe, wodurch Jahrringforschung herausfordernd, aber vor kurzem gelungen, einige Forschungsgruppen Baumringe bei einigen tropischen Arten messen.
Zweitens soll wie sensibel Baum Sterblichkeit Dürre in verschiedenen Regionen und Ökosysteme auf der ganzen Welt? Baum Sterblichkeit erweist sich unglaublich schwer zu studieren, zu verstehen und vorherzusagen, und die Gemeinschaft Rast, diese Fragen zu lösen.
Drittens: wie verbessern wir unsere Vorhersagemodelle Trockenheit besser simulieren? In anderen Forschungseinrichtungen versuchen meine Kollegen und ich, diese Vegetationsmodelle zu verbessern, indem man den Mechanismus der Trockenschäden, die Wunden und tötet Bäume mit riskanten Wassernutzung Strategien.
Letztlich, umso schneller und aggressiver wir Adresse Menschen verursachte Klimawandel, desto geringer werden die Risiken für die Wälder rund um den Globus.
Unsere Forschung hat einen kleinen Lichtstrahl in die Geheimnisse im Herzen der Bäume, in der Zeit zurück reisen, damit wir, die Zukunft verstehen können schien. Aber viele weitere Geheimnisse bleiben im Inneren dieser majestätischen Organismen, Geheimnisse, die wir dringend brauchen, um zu entwirren.
William R L Anderegg ist Postdoctoral Research Fellow am Princeton Environmental Institute an der Princeton University.
Dieser Artikel erschien ursprünglich auf das Gespräch. Lesen Sie den original Artikel.
Bild von Carol Von Canon unter Creative Commons Lizenz.