物理科技生物学-PHYICA

研究人员调查了反复干旱对不同种类MIAD-958森林的影响

地球 2022-03-01 00:00:07

作者哈里森·塔索夫,加州大学圣巴巴拉分校 受干旱和松树甲虫影响的内华达山脉的一片森林

学分:加州大学圣巴巴拉分校 干旱是美国西部的地方病,伴随着热浪和强烈的野火

但是科学家们才刚刚开始理解多重干旱的影响是如何与单一干旱不同地影响森林的

加州大学圣巴巴拉分校森林生态学家安娜·特鲁格曼——以及她在犹他大学、斯坦福大学和美国大学的同事

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森林服务——调查了全球范围内多次极端干旱对不同类型森林的影响

他们发现,多种因素会增加或减少森林对随后干旱的抵御能力

然而,发表在《自然气候变化》杂志上的这项研究得出结论,连续干旱通常对森林越来越有害,即使每次干旱都不比最初的干旱更极端

干旱通常会使单棵树更容易遭受随后的干旱

地理系的助理教授特鲁格曼说:“复合极端事件对森林和树木来说压力很大。”

她将这种经历比作一个人与疾病作斗争:如果你在康复期间再次生病,你会受到更大的打击

尽管如此,情况并不十分明朗

犹他大学的助理教授、主要作者威廉·安德雷格说:“理论上,对随后的干旱的反应可能会有很大的不同,这取决于大范围的树木层次和生态系统层次的因素。”

因此,尽管干旱可能会使一棵树承受相当大的压力,但它也可能会杀死它的一些邻居,如果干旱条件再次出现,幸存者对水的竞争就会减少

特鲁格曼和她的同事使用了各种各样的数据来源来广泛调查这种影响

跨越100年的树木年轮数据使他们能够看到在最初的干旱中幸存的树木后来是如何生长的

来自美国的数据

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从2000年到2018年,森林调查和分析使他们能够获得超过100,000块林地的树木死亡率指标

他们将这些来源与卫星测量的森林树冠含水量结合起来

出现了两个明显的趋势

“我们发现,一般来说,树木在多次干旱后似乎变得更容易受到压力,尤其是针叶树,”安德雷格说

研究人员认为,第二个发现可以归结为基础生理学

针叶树和它们的亲缘植物与阔叶树或“被子植物”有不同的维管系统

“因此,它们可能在最初的干旱中遭受更多的损害,在随后的干旱胁迫时期,与被子植物相比处于不利地位

树木年轮数据证实了这一点,表明从干旱中幸存下来的针叶树生长缓慢得多,尤其是如果另一场干旱到来的话

安德雷格说:“相比之下,被子植物有更灵活的解剖学和生理学,这似乎有助于它们在最初的干旱后更快、更充分地恢复。”

安德雷格对持续干旱对亚马逊雨林的影响尤为惊讶

“我们倾向于认为这些森林不会受到干旱的太大影响,而且由于它们的高度多样性,能够快速恢复,”他说

“但我们的结果表明,在过去15年里,亚马逊地区遭受了三次非常严重的干旱

" 森林是复杂的系统,多种因素最终决定了它们如何应对极端事件

特鲁曼说:“就损害而言,你不仅需要考虑个人层面,还需要考虑森林层面。”

因此,尽管它们需要时间从极度干旱中恢复,幸存的树木将面临比以前更少的水资源竞争

如果该地区再次出现干旱,这可能会使他们的处境更好

更重要的是,自然选择将驱使整个森林向更有适应能力的个体过渡,甚至是向更耐旱的物种过渡

反复干旱也会影响森林害虫和病原体,它们对这些条件的反应也会影响森林的行为

科学家们仍在努力解开这些因素上升到顶端的条件

“这项[研究]提供了很多动力,”特鲁格曼说,“但我认为下一个紧迫的步骤是在生理和生态水平上研究潜在的机制

" 研究人员可以利用这些见解来改进计算机模型,并对气候变化中的森林未来做出更准确的预测

“气候变化将带来更频繁的干旱,”安德雷格说,“所以我们必须了解并能够预测森林将如何应对多次干旱。”

“这些结果在美国西部尤其重要

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他补充道,“在过去的20年里,我们经历了多次严重的干旱

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