Jak drzewa reagowały na gwałtowne ocieplenie?

Paleoceńsko-eoceńskie maksimum termiczne sprzed ok. 56 mln lat było ostatnim w dziejach Ziemi epizodem tak gwałtownego i długotrwałego ocieplenia. W ciągu kilku tysięcy lat do atmosfery trafiło 2500–4500 gigaton węgla, najpierw z erupcji wulkanów, a potem z uruchomionych przez rosnące temperatury hydratów metanu i rozmarzającej materii organicznej. Globalne temperatury wzrosły o 5-9 st. C. Zespół badaczy z USA pokazał, jak na to wydarzenie zareagowały lasy i dlaczego ich odpowiedź powinna niepokoić także nas.

Naukowcy przeanalizowali skamieniałości z kotliny Hanna w stanie Wyoming, gdzie w bogatych w materię organiczną skałach zachowały się fragmenty kutykul – cienkich woskowych błonek okrywających liście. Choć same liście dawno się rozłożyły, ich kutykule przetrwały miliony lat z wyraźnym odciskiem komórek naskórka. Na tej podstawie opracowano nową metodę rekonstrukcji wskaźnika ulistnienia (LAI, od ang. leaf area index), który mówi, ile metrów kwadratowych liści przypada na metr kwadratowy gruntu, i tym samym opisuje gęstość korony. Zasada jest prosta: w liściach rosnących w cieniu komórki te są bardziej wydłużone niż u tych w pełnym słońcu. Metodę skalibrowano na współczesnych lasach Ameryki Południowej i Środkowej, fotografując koronę obiektywem „rybie oko” i jednocześnie zbierając kutykule z gleby pod spodem.

Tuż przed największym ociepleniem lasy w kotlinie Hanna osiągnęły szczyt bujności – LAI wzrósł do rekordowych wartości. To „zazielenienie” napędzało rosnące stężenie dwutlenku węgla, który nawoził rośliny. Gdy jednak efekt cieplarniany się nasilił i przyszła susza, korony drzew gwałtownie się przerzedziły – LAI spadł średnio o 35 proc., a w niektórych miejscach nawet o ponad 60 proc. Liście przestały tworzyć zwarty dach nad lasem. Dotychczasowe drzewa liściaste strefy umiarkowanej ustąpiły miejsca paprociom i palmom, lepiej znoszącym upał i niedobór wody. Towarzyszyła temu nasilona erozja gleby i zaburzenie obiegu wody. Stres cieplny zabijał drzewa szybciej, niż dwutlenek węgla zdążył pobudzić ich wzrost.

Ten wzorzec przypomina to, co dzieje się dziś. Od lat 80. XX w. satelity rejestrowały globalne zazielenianie się Ziemi napędzane rosnącym stężeniem dwutlenku węgla. Ok. 2000 r. trend zaczął się odwracać – wyższe temperatury i susze przeważyły nad korzyściami z lepszego nawożenia roślin. Autorzy badania ostrzegają, że dzisiejsze lasy, od Amazonii po strefę umiarkowaną, mogą podążać podobną ścieżką, tyle że znacznie szybciej i pod dodatkową presją wylesiania, pożarów i gatunków inwazyjnych. Skoro nawet wolniejsze ocieplenie sprzed dziesiątków milionów lat osłabiło zdolność lasów do magazynowania węgla, obecne tempo zmian klimatu może uderzyć w ekosystemy leśne jeszcze mocniej.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.