После экстремальных погодных явлений неместные виды деревьев доминируют с новой силой

По сей день остается неопределенным долгосрочный эффект экстремальных климатических явлений на леса.

Новое исследование тропических лесов Пуэрто-Рико и Виргинских островов США (USVI), продолжавшееся 19 лет, показало, что после урагана «Мария» в 2017 году общая биомасса быстрорастущего неместного вида, африканского тюльпанового дерева (Spathodea campanulata), может снова обогнать биомассу наиболее распространенной группы местных видов деревьев, даже несмотря на то, что, по крайней мере, для молодых и небольших деревьев, неместные виды погибают в два раза быстрее, чем местные.

Экстремальные климатические явления становятся все более распространенными на большей части земного шара. В последние десятилетия во всем мире участились рекордные осадки. Ураган «Мария» стал самым интенсивным событием с осадками для Пуэрто-Рико с 1956 года и был связан с изменением климата. Самая сильная засуха в Карибском бассейне с 1950 года также произошла недавно, в 2013-2016 годах.

Помимо изменения климата, влияющего на леса, обширная историческая потеря среды обитания на Карибских островах в сочетании с тем, что многие виды являются эндемичными только для одного или нескольких островов, заставила ученых отнести Карибские острова к регионам, где сохранение биоразнообразия является наиболее актуальным, поскольку плотность населения и связанная с этим нагрузка на леса там остаются относительно высокими.

В Пуэрто-Рико обезлесение достигло максимума примерно в начале 1900-х годов. На Американских Виргинских Островах это произошло примерно в конце 1800-х годов. С 1950-х годов площадь лесов увеличилась на многих Карибских островах. Тем временем на Карибские острова было завезено много быстрорастущих неместных видов деревьев. В настоящее время они широко распространены на Пуэрто-Рико и Виргинских островах США, поскольку многие из них могут быстро колонизировать обезлесенные, а иногда и деградированные земли, которые ранее обрабатывались или паслись. Эти неместные виды деревьев происходят из Евразии или Африки, хотя некоторые из них произрастают в Южной или Центральной Америке или на больших Карибских островах.

Группа лесоводов, экологов, статистиков и географов из Лесной службы Министерства сельского хозяйства США (Эйлин Хелмер, Шеннон Кей, Хамфредо Маркано-Вега и Тана Вуд), а также из Университета Миннесоты (Дженнифер Пауэрс), Гонконгского политехнического университета (Сяолинь Жу), Университета штата Колорадо (Том Рузицки) и Калифорнийского политехнического университета Гумбольдта (Дэвид Гвензи) сравнили уровень смертности местных и неместных видов мелких деревьев в Пуэрто-Рико (Пуэрто-Рико). В Пуэрто-Рико и на Виргинских островах США за 19 лет данных инвентаризации и анализа лесов Лесной службы.

Они сосредоточились на небольших деревьях, чтобы учесть влияние крупных деревьев-соседей, а также потому, что многие виды небольших деревьев становятся деревьями полога после гибели более крупных деревьев, что влияет на то, какие виды будут доминировать в будущих лесах. В целом, неместные виды мелких деревьев погибли в два раза быстрее, чем местные, а ураганы увеличили смертность всех мелких деревьев.

Затем они объединили данные лесоустройства с данными о других факторах, влияющих на выживаемость деревьев, и спросили, какие факторы лучше всего предсказывают выживаемость маленьких деревьев. Они использовали алгоритм ансамблевого компьютерного обучения, который учитывает множество комбинаций потенциально влияющих факторов, таких как размеры отдельных деревьев, признаки других видов деревьев, факторы соседних деревьев, а также факторы со спутниковых снимков и карт климата, топографии, геологии, почв и землепользования. Карты землепользования были составлены еще в 1950 году.

Они обнаружили, что с 2001 года, даже с учетом других факторов, вероятность гибели неместных деревьев, включая африканское тюльпанное дерево, была выше. После урагана «Мария» маленькие деревья видов с менее плотной древесиной выжили меньше, включая неместные.

Наконец, они оценили тенденции в общей биомассе древесины как маленьких, так и больших деревьев различных групп видов деревьев до и после урагана «Мария», выделив африканское тюльпанное дерево в отдельную группу из-за его чрезвычайно быстрых темпов роста и дальнего распространения семян. Согласно полученным оценкам, общая биомасса африканского тюльпанового дерева до урагана снижалась до уровня, сравнимого с биомассой наиболее распространенной группы местных видов, а после — увеличилась. Повреждения от ураганов пропускают свет под полог леса, что, вероятно, благоприятно сказывается на этом быстрорастущем виде.

До этого исследования большинство знаний о гибели тропических деревьев в регионе было получено из нескольких интенсивно изучаемых исследовательских участков в лесных заповедниках, где быстрорастущие виды также увеличиваются после ураганов, но в основном это местные деревья. Это первое исследование, в котором рассматривается широкий спектр условий за пределами лесных заповедников.

Авторы исследования пришли к выводу, что влияние экстремальных климатических явлений на леса будущего будет зависеть от их частоты, силы и типа. Более частые ураганы могут способствовать распространению быстрорастущих неместных видов деревьев, таких как африканское тюльпановое дерево, обращая вспять процесс восстановления местных видов деревьев после вырубки лесов. Тем не менее, местные деревья в самых суровых условиях, которые растут медленнее, лучше переносят ураганы и могут лучше противостоять засухе, возможно, включая некоторые неместные виды.

15.03.2023