Глобальное потепление меняет бореальные леса и тундру Канады

Изменение климата сложным образом повлияет на бореальные леса Канады. (Шаттерсток)

Глобальное потепление влияет на бореальные леса — то, что произойдет, будет зависеть от климата, растительности, частоты и интенсивности лесных пожаров. Изменения на севере включают увеличение или уменьшение роста листьев, называемое арктическим озеленением и потемнением , более обширный рост кустарников и движение границы ареала деревьев . Именно взаимодействие огня, климата и времени определяет характер лесотундры сегодня и то, как она меняется в ответ на изменчивость климата.

Горючие ландшафты и погодные фронты

Пожары являются важным компонентом бореального региона, сжигая старые деревья и приводя к восстановлению леса. Кустарники и лиственные деревья после пожара быстрее растут и образуют полог, а со временем сменяются медленнорастущей елью. В результате получается пейзаж, представляющий собой мозаику участков, каждый размером с костер.

Увеличение количества пожаров может привести к тому, что большая часть ландшафта окажется на более ранней стадии послепожарного сукцессионного роста, включая менее воспламеняющиеся кустарники и лиственные деревья. В настоящее время лес более пожароопасен, так как в большей части ландшафта преобладают ели, а это наследие недавнего прошлого.

Характер лесотундры зависит от изменчивости положения арктического фронта и пожарной истории региона, а также его истории на протяжении нескольких последних тысячелетий.

Квебекская лесотундра

Линия леса — край леса, где он переходит в тундру, — может иметь длину от десятков до сотен километров. Положение границы леса соответствует среднему положению арктического фронта — переходу между холодной арктической воздушной массой и более теплым воздухом.

В северном Квебеке лесотундра представляет собой обширную зону . В лишайниковом лесу деревья растут по всему ландшафту. После пожара деревья вырастают снова, так как вегетационный период достаточно длинный, чтобы саженцы могли выжить.

К северу на вершинах холмов больше нет деревьев, а высота тундровой растительности становится все ниже и ниже, постепенно покрывая большую часть ландшафта. Деревья по-прежнему растут на более низких высотах и ​​обычно размножаются после пожара.

Еще дальше на север тундра покрывает большую часть ландшафта. Ели здесь растут только вокруг озер или в долинах. Они обычно имеют криволинейную форм, их рост замедляется из-за холодных и ветреных условий. В условиях стресса ель принимает форму кустарника, когда ветви остаются у земли и лишь отдельные побеги растут над уровнем снега.

Небольшая колония krummholz ( кривых деревьев) может веками поддерживать себя в неоптимальных условиях. После пожара ели погибают и размножения нет, поэтому на протяжении столетий эта зона постепенно обезлесивается. Однако при благоприятном изменении климата деревья возвращаются к нормальному росту и могут образовывать новые популяции через семена.

История изменения климата

Длительный период похолодания или потепления заставляет зоны перемещаться на юг или север. В теплые периоды деревья растут больше на север, а в холодные этого не происходит.

Когда ледяной щит, покрывавший почти всю Канаду, 20–6 000 лет назад растаял, растения мигрировали на север. В районе дельты Маккензи на Северо-Западных территориях лед отступил относительно рано, и деревья появились более 10 000 лет назад.

По мере того как ледяной щит продолжал таять, обнажая центральную часть Канады, на севере Юкона и в районе дельты Маккензи становилось прохладнее, а в центральной части Канады между 8000–5000 лет назад потеплело . Деревья больше не могли выживать в самом северном районе дельты Маккензи, поэтому линия деревьев сместилась на юг. А в центральной Канаде теперь деревья могли расти дальше на север. Позже, когда лед в Квебеке исчез, деревья мигрировали в северный Квебек. Миграция происходила быстро, и изменения в разных регионах происходили синхронно, но не в фазе.

Миграция растений и движение линии деревьев

Миграция растений в ответ на изменение климата имеет две составляющие. Медленная миграция на север может происходить во время потепления. Семена рассеиваются вдали от материнского растения, и, если климатические условия подходят, каждое поколение может обосноваться немного дальше на север. Поскольку климат всегда переменный, это происходит не равномерно во времни.

Второй — и более важный — механизм — миграция на большие расстояния. Перевозка семян или целых деревьев вниз по рекам, по снегу или льду, птицами или животными позволяет перемещаться на десятки и тысячи километров за очень короткое время. Это то, что, по-видимому, происходило в прошлом , и этот процесс обеспечивает быструю миграцию в новые районы из-за потепления климата.

Современное потепление

В течение последних 4000 лет произошло длительное похолодание, именуемое неоледникованием, которое и определяет характер современной лесотундры . Раньше популяции деревьев были более многочисленны в лесотундре северного Квебека. Когда климат похолодал, деревья вернулись в форму кустарника, но больше не размножались. Кое-что уничтожили пожары, и, поскольку размножения не было, район приобрел свой современный вид.

Теперь, когда климат потеплеет, круммхольц на месте будет расширяться, расти и размножаться. Таким образом, существует большая территория, на которой деревья могут колонизироваться, что позволяет предположить, что линия деревьев может быстро перемещаться на север. Перевозка семян на большие расстояния через северную Канаду также обеспечит быструю миграцию.

Однако необходимо учитывать относительное воздействие потепления климата и увеличения числа пожаров. Таким образом, нынешнее потепление северной Канады окажет комплексное воздействие на северную растительность, при этом разные регионы будут реагировать по-разному, причем одни процессы будут протекать быстро, а другие – с большой задержкой.