一些生物似乎永久的巨型水杉加州内华达山脉。最大的植物或动物物种在地球上,这些高大的红木树已经影响了数百万年的窄带原生山地的栖息地。高度达到300英尺和150英尺的腰围一样大,一些红杉可以活超过3000年前被结合天气和自然推翻重力。
虽然巨杉(巨木林中的)经历了早期时代的气候变化,人类造成的气候变化目前已经不是他们的对手。但美国政府和大学的研究人员说,长期存在的这些树变幻莫测的变化可能会威胁到内华达山积雪和全球变暖。这种组合可以为巨杉很难,尤其是幼苗和幼树,为了生存,因为他们会留下足够的水来忍受更长时间和温暖的夏天。
研究生态学家内特·斯蒂芬森与美国地质调查局(USGS)附近红杉&国王峡谷国家公园说,如果气候变暖继续预测,成千上万的这些古老的树木在未来世纪将面临风险从干旱或破坏气候导致的病原体。
“在25年,我们会看到麻烦红杉树苗,然后在50年麻烦为整个人口,”斯蒂芬森在接受采访时表示。”在100年的时间,我们可能会失去大部分的大杉。”
气候变化对巨杉的威胁是表明一个更广泛的全球危害树种。在《华尔街日报》12月发表的一项研究科学发现死亡率上升树木100到300岁大范围的全球景观,从森林、热带稀树草原,城市。研究指出,死亡率老树有关,至少在某种程度上,更高的温度和干燥条件。温度已经发挥了重要作用在最近的森林干旱胁迫和树死亡率在美国西南部,根据本月发表的一篇论文自然气候变化。
2010年的一项研究由20个全球研究人员和出版森林生态与管理”记录了数十起重大树死亡”在每一个大陆(南极洲除外)在过去的40年——所有的炎热和干旱。
据美国地质调查局研究生态学家克雷格•艾伦位于新墨西哥州和森林生态与管理论文的第一作者、树不仅死亡率上升历史干旱地区,而且在潮湿的森林环境。“老树和原始森林都可以说是面临风险,”阿伦说。“如果预计气温上升4摄氏度(7.2华氏度)到2100年,仅将很有可能导致在本世纪最有老树死亡。”
“老可以说是处于危险之中,到处都是树木和原始森林的一位科学家说。
巨杉演示了如何面临的潜在威胁的复杂相互作用不断上升的气温和融雪和降水的变化可以改变一个环境树物种进化和发展。另一个严重危害与气温变暖-虫害尚未影响巨杉但已经杀死了云杉和松树在超过70000平方英里的北美西部。
成熟的杉取决于深层地下水通过加州内华达山脉积雪让他们非常干燥的夏季。麻烦的是,尽管年降水量似乎并没有减少,更多的是抵达雨的形式而不是雪。导致“少雪储存在海拔春天融化,”兰德尔Osterhuber说,水文专家在加州大学伯克利分校的内华达山脉积雪监测站。为了避免仲夏干旱,他说,这种降水理想情况下应把融化的雪整整一个夏天。
斯蒂芬森说,大杉,发达的根系和了可靠的地下水供应将能够处理气候变暖了几十年。但由于前所未有幼苗可能接受较长时间的干旱,早些时候融化的积雪在红杉再生可能意味着失败;幼苗必须先使它通过两个夏天他们建立良好的根系。
巨杉的自然范围是在一个狭窄的9-mile-wide走廊沿着内华达山脉绵延250英里。尽管巨大的红杉在其他地方也种植和繁荣在西班牙,土耳其,澳大利亚,新西兰,甚至部分,它从来没有能够自然补播本身以外的本地范围内。
内华达山脉一直波动的气候。事实上,直到大约5000年前,水杉可能已经濒临灭绝后赶回草地的边缘,沿着小溪走廊,斯科特•安德森说paleo-ecologist北亚利桑那大学的旗杆。在全新世早期,一个间冰期气候变暖的时期始于大约12000年前,水杉搬远到山脉寻找凉爽,湿润的气候,安德森说,他已经测量了红杉的化石花粉记录在过去的10000年。
“我们知道草地在全新世早期都很干,”安德森说。“那么,直到晚全新世,有足够的冬季降水保持水在草地的时间更长。”
因此,杉能够发展成园看到今天,安德森说。但研究巨杉的科学家的担忧是,随着地球变暖比已经超过过去11300年的大部分时间里,本世纪气温将大幅上升,气候变化和降水可能毁灭树木。
今天,许多研究的重点在巨杉和其他树种是转向理解气候变化的影响,然后试图减轻其损失。
自2009年以来,红杉和气候变化倡议——非营利组织的联合项目保存红杉联盟和大学的研究人员已经安装了16个永久,公顷(2.47英亩)研究情节海岸红杉和巨杉。
托德·道森,ecophysiologist在加州大学伯克利分校的研究实验室与主动合作,说情节的植物已经清点和映射。数据从这些原始森林的情节将显示第一个地上的估计碳存储在海岸红杉和巨杉森林,艾米丽·伯恩斯,科学主任保存红杉联盟。第一个结果预计在8月。
巨杉转向理解气候变化研究和减轻损害。
伯恩斯说,到目前为止,没有观察到成熟drought-induced死亡率海岸红杉和巨杉。在最坏的情况下长期的场景,然而,保存Redwods联盟项目,大部分栖息地海岸红杉最终会呈现不适合大的树木。然而,在短期内,沿海红杉可能有环境优势内陆红杉表亲自从雾冷凝提供多达45%的年度水需求,气候和森林公园的威廉姆斯说,在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究员。
艾伦,美国地质调查局树的顶级专家之一,说美国西部大部分地区温暖和干燥条件在过去的15年里一直引起水分胁迫和死亡率在不同树种群,从矮和英国针枞杰克松。虽然经常降水赤字在美国西南的干旱期间没有比1950年代,他说树上,压力更大,因为从那时起气温上升了1摄氏度(1.8华氏度)。稳步上升的气温仅在美国西南部可以杀死所有的老树,到本世纪中叶,包括矮松,杰克松,和道格拉斯冷杉,艾伦说。
艾伦解释说,树动水通过siphon-like机制,通过内部结构由毛孔的水蒸发到空气中它们的叶子。干燥的土壤,需要更多的压力把水变成延伸出来,穿过树。当内部压力太大,树内的许多狭窄的水列开始开发泡沫破裂,此时树本身是濒危物种。
没有主要森林类型是免疫的干旱,燥热引起的死亡率。
温度也会增加大气的蒸发从植物和土壤对水分的需求,增加树的内部水的压力。虽然许多树种可以节约用水通过关闭气孔毛孔,这也关闭光合作用和部队树来减少他们的能源储备,最终死于“饥饿”或冒着攻击昆虫和疾病。
艾伦说,全球没有一个主要森林类型是免疫的干旱燥热引起的死亡率,并指出它发生的“从亚马逊到阿尔伯塔和无处不在。“在瑞士和西伯利亚的部分地区,例如,艾伦说,一些欧洲赤松现在经历干燥网站上的高死亡率。
森林的死亡的临界点的细节在面对气候变化仍然了解甚少,需要更多的研究。但无可争议的一点是,生态系统最终将被迫重组,以应对严重的气候变化。艾伦说,从长远来看,杂草丛生的物种繁殖很快,分发种子广泛、迅速和成熟可能会变得更加常见。
一项研究去年发表在自然,由植物生物学家布伦丹Choat西悉尼大学,发现树在世界各地的81个不同的网站——从很湿很干,比之前认为的更容易受到干旱。Choat和他的同事注意到,树木微调他们的生理,无论他们住在潮湿或干燥的环境,操作非常干旱限制——附近的一个策略显然由竞争与其他树种。
“Choat的发现表明,树木应该容易受到干旱几乎无处不在,”说威廉•劳伦斯在澳大利亚詹姆斯库克大学研究教授。“如果他们的发现是大致正确的和当地降水显著下降,几乎没有将[树]是安全的。”
人类如何帮助缓解气候变暖的影响和干燥条件?艾伦说,美国西部的森林规定、机械变薄、变薄的火很好的补救措施减少树木的数量竞争水。薄能争取时间,使站更适应干旱和严重的火灾。
但预测表明美国西部进入温暖,干燥条件数十万年未见,安德森警告称:“我不认为个人杉今天看到什么会在他们在接下来的100年。”