Lasy mogą dostosować się do zmian klimatu. A jeśli zabraknie im czasu?

Coraz wyższe temperatury i coraz częstsze susze stanowią potężne wyzwanie dla lasów na całym świecie. Amerykańscy naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego Santa Barbara i Uniwersytetu Utah postanowili więc sprawdzić, jak będą one sobie radzić w najbliższej przyszłości.

Korzystając z danych zebranych przez US Forest Service i fizjologów roślin, stworzyli model, który miał wykazać, jak bardzo podatne na suszę są amerykańskie lasy. Z modelu wynika, że chociaż większość lasów ma potencjał przystosowania się do cieplejszych i suchszych warunków, nie zmieniają się one wystarczająco szybko, aby uniknąć zbliżającego się stresu.

"Byliśmy zaniepokojeni tym, że lasy nie zmieniają się wystarczająco szybko, aby uniknąć zwiększonego deficytu wody spowodowanego zmianami klimatycznymi" mówi  Greg Quetin z Departamentu Geografii UCSB. "Ale jest nadzieja, ponieważ większość lasów w kontynentalnych Stanach Zjednoczonych jest wystarczająco bioróżnorodna, aby zwiększyć ich tolerancję na suszę poprzez zmiany w składzie gatunkowym".

Lasy mogą przystosować się do suchych warunków na kilka sposobów. Poszczególne drzewa mogą zmieniać swoją aktywność, fizjologię i ekspresję genów w nowych warunkach. Gatunki odporne na suszę już obecne w ekosystemie mogą również stać się powszechniejsze.

Bardziej odporne gatunki migrują, podczas gdy bardziej wrażliwe gatunki wymierają. Wreszcie same gatunki mogą dostosowywać się do zmienionych warunków w toku doboru naturalnego, choć ten proces w przypadku tak długowiecznych gatunków jak drzewa trwa niezwykle długo, a jego efekty w najbliższym stuleciu będą znikome.

Zespół opracował wreszcie model, który symuluje reakcję lasu na zwiększony stres wodny. Model przewiduje to, jak w odpowiedzi na stres zmieniają się poziomy fotosyntezy, oddychania i wzrostu roślin.

"Wszystkie dotychczasowe dane sugerują, że tym, co większość roślin może zrobić, aby poradzić sobie ze stresem wodnym jest zmiana powierzchni liści" - stwierdza Lee Anderegg, adiunkt na Wydziale Ekologii, Ewolucji i Biologii Morskiej UCSB. Drzewa na suchych obszarach zazwyczaj rzadsze korony, podczas gdy lasy w bardziej wilgotnych klimatach mogą sobie pozwolić na gęste liście.

Wpływ na zdolność do znoszenia wyższych temperatur może też mieć rosnąca zawartość dwutlenku węgla w atmosferze. Rośliny tracą wodę przez te same pory, których używają do pobierania dwutlenku węgla. Więc jeśli w atmosferze jest więcej CO2, rośliny mogą zmniejszyć rozmiar tych otworów porów i nadal pozyskiwać węgiel potrzebny do fotosyntezy.

Naukowcy odkryli, że wiele amerykańskich lasów ma zdolność adaptacji. Model wskazał, że 88% lasów w kontynentalnych Stanach Zjednoczonych ma cechy i różnorodność gatunkową konieczne, aby zaaklimatyzować się do zmian klimatu. Jednak według modelu większość nie dostosowuje się do nich dostatecznie szybko.

Wszystkie te czynniki wpływają również na składowanie dwutlenku węgla w lasach. Lasy pochłaniają obecnie około 30% emisji antropogenicznych, ale w wyniku zmian klimatycznych ten odsetek zapewne się zmniejszy.