В условиях жары высокие эвкалиптовые леса Тасмании перестают поглощать углерод

Высокие эвкалиптовые леса на юге Тасмании исключительно хорошо поглощают углекислый газ из атмосферы и превращают его в древесину.

Долгие годы мы считали, что у этих лесов есть разумный запас безопасности от изменения климата благодаря прохладной и влажной среде.

К сожалению, моё исследование, опубликованное сегодня, показывает, что эти леса ближе к критической черте, чем мы надеялись. Я обнаружил, что во время волн жары эти леса переключаются с поглощения углерода на его выделение.

Это плохая новость, учитывая, что волны жары, как ожидается, будут только учащаться по мере нагревания планеты. Пока мы работаем над сокращением выбросов, нам необходимо изучить способы повышения устойчивости этих жизненно важных лесов.

От поглощения к выделению CO2

Установлено, что влажная и прохладная среда, как на юге Тасмании, обеспечивает идеальные условия для роста высоких эвкалиптовых лесов.

Мы полагали, что у таких лесов будет буфер против наихудших последствий грядущего изменения климата и что они, возможно, даже выиграют от ограниченного потепления.

Но это уже не так.

Я наблюдал за тем, что происходило с лесом из эвкалипта косого (Eucalyptus obliqua) во время трёхнедельной волны жары в ноябре 2017 года. В этих условиях лес стал чистым источником углекислого газа, выделяя почти 10 тонн парникового газа с гектара за этот период.

Годом ранее, в более обычных условиях, лес был поглотителем углекислого газа, принимая около 3,5 тонн на гектар.

Как мы это узнаём? Исследуемый лес находится на территории Warra Supersite в верховьях долины Хуон. Это одна из 16 полевых станций интенсивного мониторинга экосистем, входящих в Австралийскую сеть исследований наземных экосистем (Terrestrial Ecosystem Research Network).

Приборы, установленные на 80-метровой башне в Уорре, дают отличное представление о поведении леса. Мы можем измерить, сколько и как быстро углекислый газ, вода и энергия перемещаются между лесом и атмосферой.

Так что же на самом деле произошло в лесу во время жары? Две ключевые вещи.

  1. Лес выдыхал больше углекислого газа. Это ожидаемо, потому что живые клетки всех дышащих воздухом организмов (включая деревья) дышат интенсивнее при повышении температуры.
  2. Способность леса к фотосинтезу снизилась, что означает меньшее преобразование солнечной энергии в сахара. Это происходило в то время, как деревья интенсивно транспирировали (испаряли водяной пар).

До сих пор мы наблюдали снижение фотосинтеза во время волн жары, потому что деревья пытались ограничить потерю воды, закрывая устьица на листьях. При этом углекислому газу из воздуха становится труднее проникнуть в листья для процесса фотосинтеза.

В данном случае волна жары заставила деревья одновременно выделять воду и производить меньше пищи.

В чём дело? Короче говоря, температура стала просто слишком высокой для лесов южной Тасмании. У каждого леса есть оптимальная температура для максимальной эффективности фотосинтеза. Теперь мы знаем, что в Австралии эта температура связана с историческим климатом данной местности.

Это означает, что деревьям в Уорре для оптимального питания требуются более низкие температуры по сравнению с большинством других австралийских лесов.

Во время волны жары 2017 года температура взлетела далеко за пределы зоны комфорта леса. В самые жаркие часы дня лес больше не мог производить достаточно пищи для самообеспечения.

За пределами зоны комфорта леса

Пока лес в Уорре всё ещё цел. После волны жары лес из эвкалипта косого быстро восстановил способность к питанию и снова стал поглотителем углерода.

Но по мере потепления мира эти леса будут всё чаще выталкиваться за пределы своей зоны комфорта. Они могут выдержать лишь ограниченное количество таких волн жары. Если они будут повторяться, наступит переломный момент, после которого лес уже не сможет восстановиться.

Что тогда? Тревожный взгляд в будущее дают океаны Тасмании, которые являются горячей точкой морских волн жары. 95% гигантских лесов водорослей Тасмании уже исчезли, уничтоженные температурами, которые превысили их способность к выживанию.

Не будет преувеличением сказать, что быстрое повышение температур — самая серьёзная угроза для здоровья высоких эвкалиптовых лесов, с которой я столкнулся за 40 лет изучения здоровья лесов и угроз в Тасмании.

В отличие от лесов водорослей, наши высокие эвкалиптовые леса ещё не достигли переломного момента. У нас ещё есть время, чтобы снизить риск, который представляет глобальное потепление.

Уже ведутся работы по испытанию новых перспективных методов, которые позволят будущим лесам лучше справляться с новым климатом.

Эти методы включают:

  • Климатически адаптированное происхождение семян: когда лесники высевают семена местных видов, собранные в более жарких частях их ареала.
  • Селекцию на термоустойчивость (испытывается для гигантских водорослей): поиск отдельных растений с лучшей термоустойчивостью и их разведение.

Нашим эвкалиптовым лесам будет требоваться всё больше нашей помощи. Чем лучше мы будем вовлечены и информированы о рисках для лесов, которые долгое время считались высокоустойчивыми, тем больше у нас шансов сохранить их.

Один из способов — сделать наши данные мониторинга общедоступными в режиме реального времени, чтобы мы могли понять, какое напряжение испытывают наши леса по мере потепления мира.