Дослідження показує, що скорочення снігового покриву знижує здатність лісів зберігати вуглець, незважаючи на літнє потепління.
Тривалий експеримент у лісах Нової Англії
У лісі Хаббард Брук біолог Памела Темплер із командою 12 років тому проклала нагрівальні кабелі під ґрунтом. Мета — оцінити вплив зменшення снігу та вищих літніх температур на ріст дерев і їхню здатність поглинати вуглекислий газ (CO2). Ліси, зокрема кленові та букові, є природними поглиначами парникових газів, які зумовлюють потепління. Встановлені кабелі імітували нагрів ґрунту на 5°C, а на деяких ділянках ще й зменшували кількість снігу.
“Ми хотіли бути якомога реалістичнішими щодо майбутнього клімату, в якому опиняться наші ліси”, — пояснила Темплер, професорка біології з Бостонського університету. Дослідження було регулярним і детальним: вимірювання росту дерев, перевірка електроніки та обрахунок збереженого вуглецю проводилися декілька разів на рік.
Сніг як теплова ізоляція: роль зими
Сніг ізолює ґрунт, захищаючи корені дерев від глибокого промерзання. Зменшення снігового покриву призводить до більшої кількості циклів замерзання-відтавання, які порушують стабільність кореневих систем. Темплер зазначає: “Сніг діє як ковдра – чим більше снігу, тим тепліший ґрунт узимку”. Це означає, що без достатнього снігу рослини взимку зазнають стресу, який уповільнює їхній весняний розвиток.
Емерсон Конрад-Руні, провідний автор дослідження, наголошує: “Ми повинні враховувати ці зміни протягом року, які можуть відрізнятися від сезону до сезону”. Саме комплексна сезонна взаємодія чинників впливає на загальний стан лісових екосистем у змінному кліматі.
Вплив на ріст дерев і поглинання вуглецю
Результати дослідження вражають: дерева зі штучним нагріванням та природним сніговим покривом виросли на 63% більше за контрольні. Натомість ті, що зазнали меншого снігу і частіших замерзань, зросли лише на 31%. Це означає, що здатність дерев поглинати вуглець у таких умовах зменшується удвічі.
“Багато моделей… не враховують складності зимових змін клімату, на які ми звертаємо увагу”, — каже Конрад-Руні. Отже, існуючі кліматичні моделі можуть переоцінювати вуглецеву ємність лісів, особливо в регіонах із сезонним снігом.
Що приховано під землею: майбутні кроки
Темплер і команда продовжують дослідження, цього разу зосередившись на коренях. У 2023 році були встановлені “кореневі стрижні” — сітчасті циліндри для вивчення швидкості росту кореневої маси. Результати очікують проаналізувати наприкінці року. За словами Темплер: “Зараз ми бачимо реакцію дерев на потепління, але, можливо, це тимчасово… Ми не знаємо”. Вона підкреслює важливість довготривалих даних, що дозволяють бачити реальні екологічні зміни у динаміці.
Багатофакторність змін і виклики прогнозування
Сучасні екологи зіткнулися з надзвичайною складністю глобальних змін: забруднення повітря, CO2, температура, втрати комах, хвороби тощо. Синтез цих факторів — головне завдання екологічного прогнозування. “Неможливо охопити все одразу, тому кожен з нас робить те, що може”, — каже Темплер.
Цінність цього дослідження полягає в тому, що воно демонструє неочевидну важливість снігу для лісів і вплив зими на вуглецевий баланс. Підтримка з боку Національного наукового фонду допомогла реалізувати цей довготривалий експеримент, який став внеском у глобальне розуміння кліматичних процесів.