Арктика и бореальные широты нагреваются быстрее, чем любой другой регион на Земле. В трех новых исследованиях ученые из Калифорнийского университета в Ирвайне сообщают, как меняются экосистемы в этих регионах.
Команда во главе с кандидатом наук о Земле Джинхёком Кимом из лаборатории Джеймса Рандерсона, профессора науки о Земле, показывает, как лесные пожары увеличивают темпы фотосинтеза в Канаде и на Аляске, сообщает «phys.org».
Они обнаружили, что увеличение количества лесных пожаров уничтожает черные еловые леса, которые растут относительно медленно и вносят свой вклад в органический слой нижележащих почв. Во многих районах после пожара появляются лиственные кустарники и деревья, такие как ива и осина. Эти растения имеют гораздо более высокий метаболизм, а это означает, что они могут укорениться быстрее, чем ели.
В 2023 году в Канаде прошел самый разрушительный сезон лесных пожаров, когда сгорело более 46 миллионов акров. Работа авторов предполагает, что эти пожары могут ускорить изменения в северных лесах, которые уже происходят из-за изменения климата.
Вместо того, чтобы вечнозеленые хвойные леса сразу возвращались, в некоторых регионах ученые наблюдают долгосрочную замену этих лесов более быстрорастущими породами.
В другом исследовании, проведенном командой под руководством кандидата наук о Земле Эллисон Уэлч, ученые описывают, какие растения распространяются в Арктике и альпийской тундре.
Ученые обнаружили повышенный рост кустарников определенного вида, называемого ольхой.
Команда также сообщила об уменьшении толщины органического слоя — самого верхнего слоя почвы — на своих участках в тундре. Более мелкие органические слои, означают, что существует меньшая изоляция для лежащей под ними вечной мерзлоты в Арктике. Вечная мерзлота несет в себе огромные запасы замороженного органического вещества. Если у вас есть здоровый органический слой, вы, вероятно, будете способствовать стабильности вечной мерзлоты.
В третьем исследовании, провели полевые измерения, а затем провели компьютерное моделирование, чтобы описать, как по мере того, как арктические экосистемы испытывают потепление климата, выбросы молекулы изопрена увеличиваются со скоростью, которая намного выше, чем ожидалось.
Это связано с тем, что изопрен влияет на образование озона, аэрозолей и уровень метана в воздухе. Аэрозоли влияют на формирование облаков, которые, в свою очередь, могут влиять на местный климат. А растения, выделяют больше изопрена, когда погода теплее.
Изменения, о которых сообщается в исследованиях, указывают на то, что арктические бореальные экосистемы быстро меняются в ответ на лесные пожары и потепление.
Увеличение активности лесных пожаров, благодаря их влиянию на состав растительности, может ускорить таяние вечной мерзлоты.
Мы видим, что окружающая среда нестабильна, и что существуют сложные взаимодействия не только изменяющихся растительных сообществ, но и реакции этих растений на быстро меняющийся климат. Это имеет последствия для окружающей среды и всей системы Земли, поэтому это нечто важное, что мы должны лучше понять.