04/12/2023
0Совместное воздействие повышения температуры (от 2 до 8°C к 2100 году) и освоения смешанных бореальных лесов может изменить рост и распространение видов умеренного пояса. (Шаттерсток)
В Квебеке есть два различных типа лесов: северный умеренный лес на юге и бореальный лес на севере.
Эти лесные экосистемы оказывают множество важных услуг для общего функционирования планеты и нашей экономики. Мы можем, например, подумать о хранении большого количества атмосферного углерода, среде обитания многочисленных видов, а также о поставках сырья для лесной промышленности, которая является основой экономики Квебека и Канады.
Будучи аспирантом UQAT, я работаю над колонизационным потенциалом сахарного клена, желтой березы и красного клена на севере их ареала, в смешанном бореальном лесу. Эти три символических вида лесов Северной Америки имеют огромное экономическое значение (пиломатериалы, производство фанеры, целлюлозы или кленового сиропа для сахарного клена) и вносят свой вклад в разнообразие лесов Квебека.
Смешанный лес, между умеренным и бореальным биомом.
Смешанный лес расположен в переходной зоне (экотоне) между бореальными и умеренными лесами.
Он обозначает регион, где встречаются эти два леса, создавая территорию, в которой смешиваются характеристики этих двух типов лесов . Для этой смеси характерно сложное сосуществование лиственных пород умеренного пояса и хвойных пород, типичных для бореальных лесов.
Именно в этом экотоне лиственные деревья умеренного пояса достигают северной границы своего распространения.
Неопределенное будущее бореального смешанного леса
Совместное воздействие повышения температуры (на 2–8°C к 2100 году) и управления лесным хозяйством в бореальных смешанных лесах может изменить рост и распространение видов умеренного пояса . Тогда экосистемные услуги, предоставляемые этими видами, могут быть изменены.
Эта трансформация может быть глубокой. Потому что лиственные породы умеренного пояса могут мигрировать на север и даже стать доминирующими видами в смешанных бореальных лесах .
Такое изменение состава смешанного бореального леса может иметь серьезные последствия для лесной промышленности, режима естественных нарушений и биоразнообразия, связанного с доминирующими породами деревьев в лесах. Однако неопределенность относительно участия факторов, влияющих на успешное приживление и рост лиственных пород умеренной зоны в бореальных смешанных лесах, остается значительной.
Понимание того, как на рост и приживаемость лиственных деревьев умеренного пояса в смешанных лесах влияют такие факторы, как климат, характеристики почвы и конкурентное взаимодействие между деревьями, необходимо для достижения полного видения будущего смешанных бореальных лесов.
Лиственные породы в смешанном бореальном лесу?
В рамках моей докторской работы мы пытались смоделировать конкурентные взаимодействия между деревьями, принимая во внимание влияние изменения климата на их рост. Эта модель имитирует каждое дерево в насаждении. Каждый год деревья растут, размножаются и в конечном итоге умирают. Рост каждого дерева зависит от света, который оно получает, конкуренции за питательные вещества и пространство, а также климата.
В нашем исследовании, опубликованном в журнале Ecoography , мы использовали эту модель для оценки способности лиственных пород умеренного пояса приживаться в смешанных бореальных лесах. Для этого мы смоделировали типичные насаждения смешанного бореального леса, в которые интегрировали лиственные породы умеренного пояса, предоставив возможность колонизации этих насаждений.
Мы показали, что три вида лиственных пород умеренного пояса могут заселить древостой. Желтая береза имела лучшую способность к колонизации, поскольку у нее более многочисленные и легкие семена, которые могут распространяться дальше. Клен красный и сахарный клен имели схожие способности заселять бореальные смешанные насаждения. Однако сахарный клен показал лучшую способность колонизировать старые леса из-за его превосходного роста под закрытым пологом.
Виды лиственных пород умеренного пояса могут мигрировать на север и даже стать доминирующими видами в смешанных бореальных лесах. (Шаттерсток)
Приживаемость лиственных пород умеренного пояса в бореальном смешанном лесу была выше в самых молодых насаждениях, а также в насаждениях после сплошных рубок. Таким образом, управление лесным хозяйством и лесные пожары, омолаживая ландшафты бореальных смешанных лесов, могут ускорить миграцию на север древесных пород умеренного пояса.
Ожидается, что повышение температуры из-за изменения климата не приведет к увеличению способности лиственных пород умеренного пояса колонизировать бореальные смешанные лесные насаждения ни при нынешнем климате, ни при сценариях сильного климатического воздействия. Это означает, что климат не будет фактором, влияющим на северную границу распространения лиственных пород умеренного пояса, и что изменение климата не должно оказывать немедленного воздействия на северное распространение лиственных пород умеренного пояса.
Однако типы почв бореального смешанного леса могут быть ограничением для роста лиственных пород умеренного пояса. На глинистых почвах рост клена красного и сахарного клена будет плохим и не позволит им конкурировать с уже присутствующими видами, которые очень хорошо переносят глину.
Факторы, управляющие ростом деревьев, такие как климат, почва и конкуренция, взаимодействуют друг с другом и могут сделать прогнозы о будущем распространении различных видов деревьев очень сложными .
Как положительные, так и отрицательные эффекты
Создание лиственных пород умеренного пояса в смешанных бореальных лесах может повысить сложность и разнообразие насаждений. Это могло бы усилить устойчивость бореального смешанного леса к внешним воздействиям .
Присутствие лиственных деревьев умеренного пояса в смешанных бореальных лесах могло бы существенно смягчить эпидемии еловой совки, поскольку доля пихты и ели будет ниже, и эти виды будут более рассредоточены в насаждениях .
Создание лиственных пород умеренного пояса приведет к увеличению доли лиственных пород в ландшафте. Это явление, известное как «энфолиация», наблюдается в смешанных бореальных лесах в течение последних 100 лет и связано главным образом с управлением лесами. Такое окружение может сделать вспышки гусениц в лесных массивах более серьезными. Это насекомое-дефолиатор поражает лиственные деревья, особенно осину, бумажную березу и сахарный клен.
Наконец, режимы лесных пожаров могут быть изменены за счет различий в воспламеняемости лиственных и хвойных пород. Присутствие лиственных деревьев умеренного пояса, которые менее огнеопасны, чем хвойные, может удлинить циклы пожаров. Однако этот положительный эффект будет связан с серьезной проблемой для лесной отрасли, которая управляет смешанными бореальными лесами, поскольку в настоящее время её предприятия в основном занимаются хвойными породами.
Мы не можем остановиться на этом
Необходимы дальнейшие исследования по моделированию для изучения влияния других факторов, которые могут повлиять на способность лиственных пород умеренного пояса колонизировать бореальные смешанные леса.
В частности, можно подумать о влиянии почвы и микоризы (симбиоза корней растений и грибов) на прорастание и рост деревьев. Следует принимать во внимание погодные явления, такие как поздние заморозки, которые могут повлиять на выживаемость и рост молодых деревьев умеренного пояса.
Кроме того, при моделирование в масштабе ландшафта было бы полезно учитывать топографию местности, как потенциально важный фактор в способности лиственных пород умеренного пояса распространяться дальше на север.
