Легко предположить, что трехлетняя засуха — это несущественная отметка на радаре для экосистем, которые развиваются от столетий до тысячелетий. Но новое исследование, только что опубликованное в «Экологических монографиях», показывает, как кратковременные, но суровые климатические явления могут запускать каскады экосистемных изменений, которые продолжаются веками.
Некоторые из наиболее убедительных доказательств того, как экосистемы реагируют на засуху и другие проблемы, можно найти в стволах наших самых старых деревьев. Результаты анализа годичных колец на площади более 300000 квадратных миль и 400-летней истории на востоке США, проведенного учеными из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти в Колумбии, Гарвардского леса и других мест, указывают на пути, по которым казалось бы стабильные леса могут резко измениться в течение следующего столетия.«Деревья отлично записывают информацию, — говорит Дэйв Орвиг, эколог из Гарвардского леса и соавтор нового исследования. «Они могут дать нам возможность заглянуть в прошлое».
Записи о деревьях в этом исследовании показывают, что незадолго до американской революции в широколиственных лесах Кентукки, Теннесси, Северной Каролины и Арканзаса одновременная гибель многих деревьев открыла огромные бреши в лесу, что побудило новое поколение саженцев к выращиванию. поднимаются ввысь.Нет никаких исторических свидетельств того, что мертвые деревья погибли в результате вырубки леса, ледяных бурь или ураганов.
Вместо этого они, вероятно, были ослаблены повторяющейся засухой вплоть до 1770-х годов, за которой последовала интенсивная засуха с 1772 по 1775 год. Последней каплей стал несезонный и разрушительный мороз 1774 года, который до этого исследования был известен только историческим дневникам, таким как Томас. Садовая книга Джефферсона, где он рассказывает о «морозе, который уничтожил почти все» в Монтичелло, который был «одинаково разрушительным для всей страны и соседних колоний».Последовавшее за этим огромное поколение новых деревьев — что-то вроде бэби-бума — сформировало старовозрастные леса, которые до сих пор стоят на юго-востоке.
«Многие из нас думают, что эти величественные старые деревья в наших старовозрастных лесах всегда были здесь и выдержали испытание временем», — говорит Нил Педерсон из обсерватории Земли Ламонта-Доэрти, ведущий автор нового исследования. «Что мы сейчас видим, так это то, что крупные события, включая экстремальные климатические явления, в короткие сроки создали большие участки этих лесов за счет ослабления и уничтожения существующих деревьев».Педерсон, который станет старшим экологом Гарвардского леса осенью 2014 года, отмечает, что по мере потепления климата усиление засушливых условий и более ранняя весна, как в 1774 году, может легко подвергнуть восточные леса условиям, которые так резко изменили их в 17-м веке. и 18 века. «Мы видим все больше и больше свидетельств того, что климатические явления ослабляют деревья, повышая вероятность их поражения насекомыми, патогенами или следующей сильной засухой», — говорит Орвиг.
Педерсон добавляет: «С этой точки зрения изменения, предсказываемые моделями при изменении климата в будущем, кажутся более реальными».