7 23 رادار

ما پیش بینی کردیم که چگونه میزان انتشار گازهای گلخانه ای تغییرات در درجه حرارت و بارندگی مردم را تجربه خواهد کرد. اما چگونه این تغییرات بر جنگل های جهان تأثیر می گذارد، پیامدهای گسترده ای برای آینده دارد.

زمستان گرمتر، و در نتیجه فصل های در حال رشد دیگر، باعث می شود درختان سریع تر رشد کنند؟ اگر چنین است، شاید رشد درخت درختان می تواند سرعت تغییرات آب و هوایی را کند کند، چرا که درختان در حال رشد کربن هستند.

یا شاید تابستان گرمتر به معنای شرایط خشکسالی بیشتر باشد، در نتیجه مانع توانایی درختان برای رشد و در نتیجه باعث وخیم شدن جنگل های ما می شود.

در یک مقاله اخیر، همکاران من و من برای نشان دادن اینکه چگونه تغییرات آب و هوایی می تواند بر رشد درخت در سراسر قاره آمریکای شمالی تاثیر بگذارد، تعیین کرد. برای انجام این کار، ما به سوابق تاریخی رشد درختان در دوره 1900-1950 که در طول چند دهه توسط اکثر اکولوژیستهای اختصاص داده شده جمع آوری شده بود و در بانک اطلاعات بین المللی حلقه درخت.

آنچه که ما متوجه شدیم این بود که زندگی روزانه درختان در اکثر مناطق آمریکای شمالی، به رغم مزیت بالقوه ای که افزایش غلظت دی اکسید کربن برای درختان می تواند داشته باشد، چالش برانگیزتر می شود. این بر خلاف امید برخی از دانشمندان است که تغییرات آب و هوایی به شدت به جنگل های عرضی شمال کمک خواهد کرد.


گرافیک اشتراک درونی


چگونه درختان به آب و هوا پاسخ می دهند

اولین مانع پیش بینی رشد درخت آینده، این است که چگونه درختان در اکوسیستم های مختلف به نوسانات آب و هوایی پاسخ دهند.

شما ممکن است حدس بزنید که در جنگل های شمالی سرد، گرمای کمی ممکن است به درختان کمک کند، در حالی که گرمای بیشتری در بیابان جنوب غربی احتمالا آخرین چیزی است که درختان وجود دارد. این مشاهدات، دانشمندان پیشین را انگیزه می دهد تا "سبز سازی بیرونی" فرضیه - گرمایش جهانی باعث خواهد شد که جنگل های شمالی شمالی سریع تر رشد کند و به کاهش تغییرات آب و هوایی کمک کند.

ما داده های حلقه درختی تاریخی را برای نشان دادن رابطه بین آب و هوای منطقه و رشد درختان استفاده کردیم. با توجه به رشد هر حلقه رشد در الگوهای مربوط به آب و هوا در سال جاری، می توانیم درک کنیم که چگونه درختان به نوسانات آب و هوا پاسخ می دهند. به عنوان مثال، ما شاهد بودیم که دمای بالای ماه ژوئن باعث رشد سریع تر درختان در اقلیتی با اقیانوس آرام مانند فیربنکس، آلاسکا شد، اما رشد کندتر در هوای فینیکس مانند.

با توجه به تغییرات اقلیمی، ممکن است ما انتظار داشته باشیم که واکنش درختان تغییر کند. به عنوان مثال، در Fairbanks، مدل های ما در واقع پیش بینی می کنند که در آینده، دمای بالای ماه ژوئن برای رشد درختان بد است، که مخالف رابطه تاریخی است. چرا؟ فیربنکس تا حد زیادی گرم می شود که به یک منطقه جدید آب و هوایی تبدیل می شود که در آن گرم شدن اضافی در حال حاضر زیان آور است. محققان دیگر واقعا چنین چیزی را شروع کرده اند تغییر در زمین رخ می دهد در آلاسکا

هنگامی که ما مشخص کنیم چگونه درختان به تغییرات آب و هوایی در سراسر قاره پاسخ می دهند، می توانیم از پیش بینی های سازمان ملل استفاده کنیم پنل بین دولتی در مورد تغییرات اقلیمی (IPCC) برای پیش بینی تغییرات مربوط به رشد درختان در سراسر قاره. برای هر پیکسل در نقشه ما از آمریکای شمالی، ما پیش بینی کردیم که جنگل ها براساس هر دو مجموعه اطلاعات تغییر خواهند کرد - روابط رشد و آب و هوا که ما از طریق تجزیه و تحلیل حلقه درخت و تغییرات پیش بینی شده در آب و هوا در قاره ایجاد کردیم.

کود کربن

یک چرک بیشتر برای این پازل وجود دارد که ما بررسی کردیم. تغییر آب و هوا به طور عمده توسط افزایش دی اکسید کربن، و گیاهان از دی اکسید کربن برای فتوسنتز استفاده می شود. درست همانطور که در اکسیژن برای زنده ماندن، گیاهان در دی اکسید کربن زندگی می کنند. بنابراین، افزایش مقدار دی اکسید کربن به طور مستقیم می تواند رشد درخت را افزایش دهد. این به عنوان "کود کربن"به همین دلیل است که ما برای افزودن کود به گیاهان از طریق هوا، به آنها کمک می کنیم.

دانشمندان هستند عمیقا تقسیم شده است در مورد اینکه آیا کود کربنی این نوع در واقع باعث افزایش رشد خواهد شد، و اگر چنین باشد، چقدر. در مقاله ما ما تلاش نکردیم این بحث را حل کنیم. در عوض، ما فقط شامل چندین گزینه مختلف برای قدرت باروری کربن بودیم.

برای شبیه سازی کود کربن، از یک ترفند کوچک و کوچک که توسط پروفسور پیشنهاد شده است استفاده کردیم گراهام فروخار از دانشگاه ملی استرالیا. این حقه بر این واقعیت استوار است که به دلیل اینکه گیاهان در دی اکسید کربن تنفس می کنند، آب از بین می رود. منافذ در برگ را به عنوان دهان کوچک که باز و نزدیک به نفس کشیدن را در نظر بگیرید. گیاهان بیشتر باید دهان خود را برای تنفس باز کنند، آب بیشتری از بین می رود. بنابراین گیاهان سعی می کنند که دهان خود را به همان اندازه محکم بسته نگه دارند.

اگر غلظت دی اکسید کربن شناور در اطراف بسیار زیاد باشد، گیاهان باید دهان خود را فقط برای کمرنگ شدن هوا بدون از دست دادن آب زیاد باز کنند. بنابراین، همانطور که ما گیاهان را با کربن در هوا لقاح می دهیم، این به طور مستقیم میزان آب گیاهان را می تواند حفظ کند - با CO2 بیشتر، منافذ برگ، گاز را به طور موثر جذب می کند و در روند کاهش آب کمتر می شود.

به جای تلاش برای شبیه سازی بیشتر کربن آزاد در اطراف، می توانیم تصور کنیم که گیاهان آب باران بیشتری دریافت می کنند. تاثیر نهایی بر رشد باید اساسا یکسان باشد، زیرا جذب کربن و احتباس آب به طور مستقیم ارتباط دارد.

در بیابان هایی که در آب جاری است و گیاهان به شدت انگیزه دارند که دهان خود را بسته نگه دارند، کمی کود کربن (و یا باران کمی بیشتر) باید راه زیادی برای کمک به رشد گیاهان باشد. در مقابل، در جنگل های بارانی که گیاهان می توانند دهان خود را با هزینه کم باز نگه دارند، کود کربن (یا باران اضافی) ممکن است برای کمک به گیاهان بسیار مفید باشد.

در مطالعه ما، با افزودن بارندگی های آینده در مدل های ما، بارگذاری کربن را شبیه سازی کردیم. برای برآورده شدن دانشمندان که به شدت بر این باورند که بارگذاری کربن از بین می رود، در برخی از شبیه سازی ها، آب اضافی اضافه شده به مقدار کربن اضافی افزوده شده است که پیش بینی می شود در جو قرار بگیرد. برای برآورده شدن دانشمندان نابالغه که معتقدند اثر لایه برداری کربن از بین می رود، ما همچنین شبیه سازی را بدون آب افزایش دادیم. و ما شبیه سازی را در تمام سطوح در میان اجرا کردیم.

پیش بینی های مدل های ما

در پایان روز، نقشه های ما از اینکه چگونه رشد درخت ممکن است به تغییرات آب و هوایی پاسخ دهد، هشدار دهنده است.

در بسیاری از بخشهای غربی و مرکزی این قاره، کاهش در نرخ رشد درختان بسیار زیاد است، در حالی که در نیمه دوم قرن بیستم درختان به میزان 75 کاهش می یابد. با این حال، در بعضی مناطق نزدیک سواحل قاره مانند شمال غربی اقیانوس آرام، غربی کانادا و جنوب شرقی ایالات متحده، شاهد افزایش های محلی در نرخ رشد درختان بودیم.

به طور متوسط، بدون اثر بارگذاری کربن، مدل های ما نرخ رشد پروژه در سراسر قاره را تقریبا 20 درصد کاهش می دهد در سناریوی تغییرات اقلیمی بدترین مورد مطرح شده توسط IPCC (این سناریو 6 درجه سانتیگراد پیش بینی گرم شدن در سراسر قاره) .

ما دریافتیم که اثر کربن بسیار کربنی (به گفته بسیاری از نویسندگان ما در این مطالعه، غیرواقعی بزرگ است) برای کاهش این کاهش می یابد. در بسیاری از قاره ها، مدل های ما نرخ رشد آهسته تر را بدون توجه به میزان بارندگی کربن، افزایش می دهد.

همچنین ما در شبیه سازی های ما شاهد افزایش بزرگی در نرخ رشد جنگل شمالی شمالی نبودیم. بنابراین، به طور متوسط، ما هیچ "greening green" را ندیدیم. اگر هرچیزی که مشاهده کردیم، کاهش این جنگل ها را شاهد باشیم. این امر عمدتا تحت تاثیر تغییر در نحوه برخورد درختان در مکان هایی مانند فیربنکس است.

معنیش چیه

مفهوم تجزیه و تحلیل ما این است که جنگل به نظر نمی رسد که ما را از تغییرات اقلیمی نجات دهد.

مدل های ما نشان می دهد که بیشتر جنگل های ما در آیند آهسته تر می شوند. این، البته، تاثیرات مستقیم بر تمام راه هایی که ما و دیگر گونه ها بر روی درخت ها تأکید می کنند. اما همچنین به تغییرات اقلیمی خود نیز کمک خواهد کرد. از آنجایی که گرمایش جهانی باعث می شود که درختان کربن کمتر جذب کنند، کربن بیشتری در هوا ایجاد می شود تا باعث گرم شدن سریع شود، بنابراین یک چرخه شتاب دهنده ایجاد می شود.

علاوه بر این، بسیاری از سال های پایدار رشد بد درختان احتمالا منابع مورد نیاز خود را برای زنده ماندن کاهش می دهند و باعث می شود آنها را در معرض خشکسالی های شدید یا شیوع حشرات قرار دهند. این ممکن است به این معنا باشد که آنچه که ما به عنوان رشد سریعتر پروژه انجام می دهیم ممکن است به مرگ گسترده درختان تبدیل شود. به عبارت دیگر، تصویر جنگل ممکن است حتی غم انگیز تر از مدل های ما نشان می دهد.

در مدل های ما، به دلیل تغییر در شیوه های ورود به سیستم یا مدیریت جنگل، جنگل ها تغییر نمی کنند. در بسیاری از مناطق، جنگل ها به سرعت سریعتر می شوند، زیرا ما اخیرا آنها را مجبور به ورود به سیستم کردیم. چنین فاکتورهایی باید به عنوان یک لایه دیگر در نظر گرفته شود تا بتواند بر روی پیش بینی های ما افزوده شود.

این مطالعه، مانند هر نوع دیگر، واقعا بهترین حدس ما در تقریبا آینده است. من به چنین پیش بینی هایی فکر نمی کنم بلکه به عنوان پیش بینی های سخت و سریع در مورد آنچه اتفاق می افتد، اما به عنوان امکانات معقول. بسیاری از ناشناخته ها درگیر هستند، از جمله این واقعیت که آب و هوای آینده احتمالا کاملا متفاوت از آنچه ما در گذشته دیده ایم، وجود دارد.

و البته بزرگترین ناشناخته این است که جامعه انسانی ما چگونه به هدف کاهش گازهای گلخانه ای خواهد رسید.

درباره نویسنده

نوح چارینی، دانشیار علوم انسانی و زیست شناسی تکاملی، دانشگاه آریزونا

این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط

at