극심한 가뭄으로 나무를 습득 한 탄소 흡수 능력

극심한 가뭄으로 나무를 습득 한 탄소 흡수 능력 심한 가뭄으로 미국 서부의 소나무 숲에서 수피 딱정벌레 손상과 나무 사망률이 널리 퍼졌습니다. 미국 농무부, CC BY-ND

기후 변화로 인한 해수면 상승으로 위협을받는 해안 도시의 운명에 따라 수수께끼가 있습니다. 매년 지구의 숲은 사분의 일 지구 온난화의 속도와 심각성을 효과적으로 늦추어 그들은이 탄소의 대부분을 줄기에 잠그고 수세기 동안 그곳에 보관합니다. 그들이 인류에게 제공하는이 서비스는 약 1 조 달러의 가치가 있습니다 매년.

그러나 앞으로 수십 년 동안 전 세계의 나무가이를 계속할 것이라는 보장은 없습니다. 기후 변화는 초 연료 가뭄, 대규모 산불 및 곤충 발생으로, 나무의 성장이 느려지고 나무를 죽이고이 탄소를 대기 중으로 방출합니다.

따라서 과학자들이 대답하기 위해 경주하는 XNUMX 조 달러의 질문은 변화하는 기후에서 나무의 운명은 무엇인가?

가뭄이 나무에 미치는 영향에 대한 연구에서 저의 동료들과 저는이 질문의 한 측면, 특히 가뭄이 나무에 미치는 영향에 중점을 두었습니다. 우리의 분석에 따르면 과학자들이 생각한 것처럼 산림이 극심한 가뭄에서 빨리 회복되지 않는 것으로 나타났습니다. 그 결과 산림이 탄소 배출량을 흡수하는 방법에 대한 더 나은 모델이 될 수있었습니다.

독서 나무의 역사

현재, 우리는 나무의 운명을 예측할 때 대부분 눈먼 상태입니다. 식물 생리학 및 기후에 기초한 수학적 모델 인 최고의 예측 도구 – 격렬하게 반대하다 숲의 미래에.

어떤 사람들은 나무가 계속해서 미친 듯이 성장하고 세기 말까지 탄소를 흡수한다는 것을 보여줍니다. 그러나 가뭄, 기온 및 기타 생태계 장애는 나무 성장을 약화시키고 많은 나무를 죽이고, 생태계는 탄소를 잃기 시작하여 기후 변화의 속도와 심각성을 빠르게 가속화시킵니다. 더 나쁜 것은, 이러한 모델은 일반적으로 정확하게 시뮬레이션하지 않는 것으로 생각됩니다 가뭄이 숲에 미치는 영향.

이 수수께끼의 일부를 풀기 위해 나무 고리로 향했습니다. 북반구의 대부분의 나무는 연간 고리를 자라는데,이 고리는 책의 페이지처럼 줄기 둘레에 그 나무의 수명 동안 과거로 쌓입니다.

과학자들은 가뭄 동안 나무가 더 천천히 자라는 것을 수십 년 동안 알고있었습니다. 그러나 간단한 질문에 대한 답을 알고 싶었습니다. 가뭄 후에 어떤 일이 발생합니까? 대기에서 탄소를 흡수하면서 나무가 회복되고 계속 자 랍니까? 또는 가뭄이 지속 된 후에도 가뭄 동안 지속 된 피해로 인해 더 천천히 자랄 수 있습니까?

기후 변화는 더 빈번하고 더 심한 가뭄으로 이어질 것이기 때문에 세계의 많은 지역가뭄 후 산림의 복구는 이산화탄소를 계속 흡수하고 지구 온난화를 늦추는 지 결정하는 데 중요합니다.

가뭄 숙취

전 세계 수천 곳의 산림 지대에서 공개적으로 이용 가능한 트리 링 데이터베이스를 온라인으로 사용했으며 대부분의 측정 값은 북미, 유럽 및 러시아 일부 지역에서 측정되었습니다. 우리의 기준에 맞는 약 1,300 개의 산림지에서 역사적인 가뭄 데이터가 발생한시기와 장소를 찾기 위해 역사적인 기후 데이터를 조사했습니다. 그런 다음 가뭄이 끝난 후 살아남은 나무의 성장을 살펴 보았습니다.

우리가 발견 한 것은 놀랍습니다. 평균적으로 가뭄이 심한 숲은 이전의 성장률을 회복하는 데 XNUMX ​​년에서 XNUMX 년이 걸렸습니다. 이러한 가뭄의“유효성”은 미국 남서부와 같은 마른 숲과 소나무 종에서 가장 심했습니다. 또한 가장 위험이 큰 나무 종, 즉 가뭄 동안 물을 계속 많이 마시는 나무 종도 가장 큰 유산 영향을 미쳤습니다.

개별 산림에 대한 더 자세한 연구가 없으면 가뭄 후 왜 나무가 더 천천히 자라는 지 정확히 알 수 없었지만 몇 가지 징후가 있습니다.

가장 유망한 것은 가뭄 중에 위험을 감수하는 나무 종이 가장 느리게 회복되는 것으로 나타났습니다. 떨리는 아스펜 나무와 같은 일부 종은 가뭄 동안 계속 물을 사용하고 광합성을 유지하지만 수류 시스템의 손상과 심지어 사망에이를 수 있습니다. 이 전략은 습한 시간이나 온화한 가뭄에 유리할 수 있으므로 이웃을 능가하고 더 많은 빛을 얻을 수 있습니다. 그러나 가뭄이 심할 경우이 전략은 역효과를 낳을 수 있습니다. 사실, 아스펜 나무에 대한 이전의 연구에서 우리는 나무에서 가뭄으로 인한 많은 손상을 발견했습니다. XNUMX 년 정도.

현재의 수학적 모델을 살펴보면 이러한 모든 모델이 가뭄을 전등 스위치처럼 취급 한 것으로 나타났습니다. 나무에 가뭄이 가해 졌을 때 더 천천히 자랐습니다. 그러나 가뭄이 완화되었을 때이 모델은 스위치가 다시 작동한다고 가정하고 완벽하고 즉각적으로 성장을 회복했습니다.

이는 이러한 모델에 산림에 대한 가뭄 영향을 정확하게 시뮬레이션하기위한 몇 가지 주요 프로세스가 누락되었을 수 있음을 나타냅니다. 따라서 기후 변화를 늦추는 데 도움이되는 나무의 양을 과대 평가하고있을 수 있습니다.

분위기에서 탄소의 기가 톤

이 효과는 얼마나 중요 했습니까? 이러한 가뭄의 레거시 효과가 있거나없는 반 건조 삼림의 탄소 흡수에 대한 몇 가지 간단한 계산을 수행했습니다. 반건 조림은 1.6 세기에 걸쳐 가뭄의 기존 효과로 인해 25 기가 톤의 탄소를 덜 저장한다는 사실을 발견했습니다. 미국 연간 탄소 배출량. 이것은 한 지역의 한 공동체 또는 생물 군계만을 고려하기 때문에 그것이 얼마나 중요한지에 대해 매우 보수적 인 추정치입니다.

그러나 많은 주요 질문이 남아 있습니다. 첫째, 이러한 가뭄의 기존 영향은 모든 산림의 가장 강력한 탄소 흡수 원인 열대림에서 발생합니까? 많은 열대 나무 종들이 일관된 연간 고리를 만들지 않아서 나무 고리 분석이 어려워 지지만 일부 연구 그룹은 최근에 나무 고리 측정에 성공했습니다 일부 열대 종.

둘째, 지구의 다른 지역과 생태계에서 가뭄에 나무의 사망률이 얼마나 민감합니까? 나무 사망률은 연구, 이해 및 예측이 매우 어려운 것으로 판명되었으며, 커뮤니티는 이러한 질문을 해결하기 위해 경주하고 있습니다.

셋째, 가뭄을 더 잘 시뮬레이션하기 위해 예측 모델을 어떻게 개선 할 수 있습니까? 다른 연구에서, 동료들과 저는 위험한 물 사용 전략으로 나무를 다치게하고 죽이는 가뭄 피해의 메커니즘을 추가하여 이러한 식생 모델을 개선하려고합니다.

궁극적으로 인류가 야기한 기후 변화에보다 신속하고 적극적으로 대처할수록 전 세계 산림에 대한 위험은 낮아집니다.

우리의 연구는 미래에 대한 이해를 위해 시간의 흐름으로 돌아가는 나무의 중심에있는 비밀에 작은 빛의 광선을 비췄습니다. 그러나이 장엄한 유기체 안에는 더 많은 미스터리가 새겨 져 있습니다. 우리가 필사적으로 풀어야 할 미스터리입니다.

저자에 관하여대화

안데 레그 윌리엄William RL Anderegg는 프린스턴 대학교 프린스턴 환경 연구소의 박사후 연구원입니다. 그의 연구는 생태계와 기후 변화의 교차점을 중심으로합니다. 박사 학위를 받았습니다. 스탠포드 대학교 생물학과에서

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