למה ירידה כיסוי שלג עשוי להצביע על נזק סביבתי רבתי לבוא

שינוי אקלימי לעתים קרובות מעלה תמונות של חום, בצורת, הוריקנים. אבל על פי הערכת האקלים הלאומית האחרונה, שפורסמה ב -23 בנובמבר 2018, החורפים התחממו שלוש פעמים מהר יותר מאשר בקיץ בצפון בשנים האחרונות. שינויים אלה משפיעים גם הם על השפעות משמעותיות.

מבחינה היסטורית, מעל 50 אחוזים של חצי הכדור הצפוני יש כיסוי שלג בחורף. עכשיו טמפרטורות חם יותר הם צמצום עומק ומשך של כיסוי שלג בחורף. אנשים רבים מניחים כי החורף הוא זמן רדום עבור אורגניזמים באקלים קרים, אך עשרות שנים של מחקרים מראים כעת כי תנאי האקלים החורף - במיוחד שלג - הם רגולטורים חשובים לבריאות של מערכות אקולוגיות יער אורגניזמים החיים בהם.

במיוחד, בעבודתנו בעשור האחרון עולה כי ירידה בכיסוי השלג עלולה לפגוע בבריאות העץ ולצמצם את יכולתם של היערות לסנן אוויר ומים. המחקר האחרון שלנו מצא כי התחממות המשך החורף יכול להפחית במידה ניכרת את כיסוי השלג בצפון מזרח ארצות הברית, דבר שגרם לירידות גדולות בצמיחת עצים ובאחסון פחמן ביער.

שלג כמו שמיכה

אנחנו לומדים יערות הפרקט הצפוני, אשר נשלט על ידי אדר הסוכר, ליבנה צהוב, עצי אשור אמריקאי ו span 85,000 קילומטרים רבועים, ממינסוטה ודרום מרכז קנדה במזרח אל המחוזות הימיים הקנדית ואת צפון מזרח ארצות הברית. היערות האלה מפורסמים בצבעי הנפילה התוססים שלהם. הם מייצרים הכנסות על ידי ציור תיירים, מטיילים, ציידים, וחניכים, ותמיכה עץ סירופ מייפל תעשיות. הם מספקים גם שירותים אקולוגיים חשובים, כגון אחסון פחמן ושמירה על איכות המים ואיכות האוויר.

כאשר החורף פוגש על האזור הזה, עם טמפרטורות לעיתים קרובות טובל מתחת לקפוא, כל מינים צריך בידוד כדי להתמודד. שורשי עצים ואורגניזמים קרקע כמו חרקים מסתמכים על snowpack עמוק להגנה מפני הקור - שמיכה מילולית של שלג. גם בטמפרטורות תת אפס, אם שלג הוא עמוק מספיק, קרקעות יכול להישאר unfrozen.

שישה עשורים של מחקר מהיער הניסוי של האברד ברוק בניו המפשייר - אחד המחקרים הארוכים ביותר בכל מקום - מראים שחג החורף יורד. מחקר שנערך על ידי חוקרים אחרים עולה כי אם מגמה זו תמשיך, זה יגדיל את הסבירות של מחזורי להקפיא הקרקע להקפיא, עם השפעות מזיקות על בריאות היער.

למה היערות הצפוניים צריך שלג

במשך יותר מ -10 שנים יש לנו מניפולציה החורף snowpack ב האברד ברוק ללמוד את ההשפעות של שינוי האקלים הצפוי על יערות הפרקט הצפוני. בתחילת החורף, אנחנו הראש בחוץ אחרי כל שלג כדי להסיר שלג מן המגרשים הניסוי שלנו. לאחר מכן אנו מנתחים כיצד לאבד את שכבת בידוד זה משפיע על עצים וקרקע.

מצאנו כי במגרשים שבהם אנו מסירים שלג, כפור חודר רגל או יותר לתוך האדמה, בעוד זה רק לעתים רחוקות משתרע על פני יותר משני סנטימטרים עמוק בחלקות התייחסות בקרבת מקום עם snowpack ללא שינוי. ורק כמו להקפיא להפשיר מחזורים ליצור מהמורות ברחובות העיר, הקפאת הקרקע abrades והורג שורשי עצים ופוגעים אלה לשרוד.

זה נזק השורש מעורר מפל של תגובות אקולוגיות. שורשים מתים להתפרק לעורר הפסדים של פחמן דו חמצני מהקרקע. עצים תופסים פחות חומרים מזינים מהקרקע, צוברים את האלומיניום הרעיל בעלים שלהם, ומייצרים פחות צמיחה ענפית. חנקן, חומר מזין מפתח, יכול לשטוף את הקרקע. קהילות חרקים הקרקע להיות פחות שופע ומגוון.

ירידה סנופאק משפיע על גידול העץ

בנייר האחרון שלנו, האקלים שלנו מודלים הידרולוגיים מראים כי שטח היערות ברחבי צפון מזרח ארצות הברית שמקבל שלג snowpack בידוד יכול לרדת ב 95 אחוזים עד שנת 2100. כיום, 33,000 קילומטרים רבועים של יערות ברחבי צפון ניו יורק ניו באנגליה יש בדרך כלל snowpack במשך מספר חודשים בחורף. עד שנת 2100, אזור זה יכול להתכווץ תיקון קטן מ -2,000 קילומטרים רבועים - כחמישית בגודל של ורמונט.

ירידה זו ללא ספק יפגע בתעשיות סקי ו snowmobiling ולחשוף כבישים בצפון מזרח יותר להקפיא להפשיר מחזורי. זה גם ישפיע באופן משמעותי על צמיחת העץ.

כדי להעריך את הקשר בין snowpack ואת צמיחת העץ, השתמשנו מקדחה חלול המקצועית נקרא בורר תוספת להסיר ליבות עץ בגודל קש מהגבעולים מרובים מייפל הסוכר. כל אחד מהעצים האלה חוו גם snowpack החורף הטבעי או חמש שנים רצופות שבו הסרנו snowpack החורף מוקדם. כששלחנו את הליבות וצפינו בהם מתחת למיקרוסקופ, הם גילו טבעות צמיחה שנתיות שבהן נוכל להשתמש כדי להבין כיצד כל עץ הגיב לסביבתו.

רק בשנתיים הראשונות, הניתוחים שלנו הראו ירידה של 40% בצמיחה של אדר הסוכר ממגרשים ללא Snowpack. שיעורי הצמיחה נותרו מדוכאים ב -40% ל -55% בשלוש השנים הבאות. לעומת זאת, לא הייתה ירידה בצמיחה בעצי אדר הסוכר במגרשי הייחוס שלנו, שבהם שורשי עצים מכוסים בשלג באמצע החורף. תוצאות אלו ניתנות להשוואה לתמותה בשורש שחוקרים אחרים צפו בניסוי מוקדם יותר להסרת שלג בהאברד ברוק.

בהאברד ברוק, אדר הסוכר יכול להסביר יותר ממחצית הצטברות ביומסה ביער השנתית. כתוצאה מכך, שינויים באקלים להפחית את החורף snowpack ולהגדיל את הקפאת הקרקע יכול להפחית את שיעורי הצמיחה ביער באזור יער היער הצפוני על ידי 20 אחוזים רק דרך ההשפעות שלהם על העצים האלה. אבל אנו יודעים כי ליבנה צהוב גם סובל נזק השורש בתגובה לקפאת הקרקע, ולכן ההערכה שלנו לשינויים בצמיחה יער שלם עשוי להיות נמוך.

האם טמפרטורות גבוהות יותר של עונת הגדילה יכולות לפצות לפחות חלקית על הנזק על ידי גירוי שיעורי צמיחת העץ, כפי שמציע מחקר מסוים? מעט מאוד עבודה נעשתה כדי להבין כיצד יערות באזורים עונתית מכוסה שלג יגיב אפקטים אינטראקטיביים של שינוי האקלים על פני עונות השנה. כדי לעזור למלא את הפער הזה, הקמנו את האקלים שינוי בניסוי עונות השנה ב האברד ברוק בשנת 2013.

בפרויקט זה, אנו משתמשים בכבלים חימום קבור כדי לחמם קרקע בקרקע על ידי 9 מעלות פרנהייט (5 מעלות צלזיוס) במהלך העונה ללא שלג מאפריל עד נובמבר. בחורף, אנו משתמשים בשילוב של התחממות עם כבלי חימום קבורים ואת השלג גורף כדי לגרום להקפיא אדמה להפשיר מחזורי. התוצאות שלנו עד כה מראים כי הנזק השורש וצמיחה העץ מופחתת נגרמת על ידי חורף להקפיא להפשיר מחזורי לא לקזז על ידי התחממות אדמה במהלך עונת הגידול.

העבודה שלנו מראה כיצד לעתים קרובות התעלמו השינויים באקלים החורף יכול להשפיע על היער האקולוגי. איבוד שלג יכול להפחית את גידול היער, התפיסה של פחמן ושמירה על חומרים מזינים, שיהיו להם השלכות חשובות על שינויי האקלים ועל איכות האוויר והמים בכל ימות השנה.

מאמר זה פורסם במקור על השיחה על ידי אנדרו ריינמן ופמלה טמפלר. קרא את המאמר המקורי כאן.