Vi har hørt spådommene om hvordan klimagassutslippene vil føre til endringer i temperaturer og nedbør folk opplever. Men hvordan disse forandringene påvirker verdens skoger har også brede implikasjoner for fremtiden.

Kan varmere vintre, og dermed lengre voksende årstider, føre til at trær vokser raskere? I så fall kan kanskje raskere trevekst forsinke tempoet i klimaendringene, siden trær suger karbon ut av luften mens de vokser.

Eller kanskje varmere somre vil bety mer tørke-lignende forhold, og dermed hindre trærnes evne til å vokse og dermed føre til forverring av skogene våre.

I en nyere artikkel, bestemte mine kolleger og jeg å lage et kart over hvordan klimaendringer kan påvirke trevekst på hele kontinentet i Nord-Amerika. For å gjøre dette, gravd vi inn i historiske rekorder av trevekst i perioden 1900-1950 samlet av mange dedikerte feltøkologer over tiårene og deponert i International Tree Ring Data Bank.

Det vi fant var at det daglige livet på trær over hele Nord-Amerika vil bli mer utfordrende, til tross for den potensielle fordelen at økende CO2-konsentrasjoner kan ha for trær. Dette er i strid med noen forskere håper at klimaendringene vil sterkt dra nytte av nordlige breddegrader skoger.

Hvordan trær reagerer på klimaet

Den første hindringen i å forutse fremtidig trevekst er å forstå hvordan trær i ulike økosystemer reagerer på klimaendringer.

Du kan gjette at i kalde nordlige skoger, kan litt varme hjelpe trærne til å vokse, mens mer varme i ørkenen sørvest er sannsynligvis det siste trærne vil ha. Denne observasjonen motiverte tidligere forskere til å formulere en "boreal greening" hypotese - Den globale oppvarmingen vil føre til at nordlige boreale skoger vokser raskere og bidrar til å redusere klimaendringene.

Vi brukte historiske treringdata for å kartlegge forholdet mellom regionalt klima og trevekst. Sammenligner hver vekstring til værmønstrene i tilsvarende år, kan vi få en følelse av hvordan trær reagerer på klimaendringer. For eksempel så vi at over gjennomsnittet juni temperaturer forårsaket raskere vekst i tre steder med klima som likner Fairbanks, Alaska, men langsommere vekst i Phoenix-lignende klimaer.

Etter hvert som klimaet forandrer seg, kan vi forvente at trærens respons også vil endre seg. For eksempel, i Fairbanks, spårer våre modeller faktisk at i fremtiden vil temperaturen i juni være dårlig for treveksten der, som er motsatt av det historiske forholdet. Hvorfor? Fairbanks varmes opp så mye at det skifter til en ny klimasone der ytterligere oppvarming nå er en skade. Andre forskere har faktisk begynt å se en slik skift skjer på bakken i Alaska.

Når vi karakteriserer hvordan trær reagerer på klimaendringer over hele kontinentet, kan vi bruke prognosene fra FNs Mellomstatslig panel for klimaendringer (IPCC) for å forutsi den tilsvarende endringen i trevekst på tvers av kontinentet. For hver piksel på kartet over Nord-Amerika projiserte vi hvordan skogene vil endre seg på grunnlag av begge settene av informasjon - vekst-klimaforholdet vi etablerte gjennom treringanalysen og de projiserte klimaendringene i kontinentet.

Carbon befruktning

Det er en ekstra rynke på dette puslespillet som vi undersøkte. Det forandrede klimaet drives i stor grad av en oppbygging av ytterligere karbondioksid, og planter bruker kullsyre til fotosyntetisering. Akkurat som vi puster inn oksygen for å leve, planter puste inn karbondioksid for å leve. Dermed kan økte mengder karbondioksid raskt øke treveksten. Dette er kjent som "karbonbefruktning"Fordi det er som om vi legger gjødsel til plantene gjennom luften for å hjelpe dem å vokse.

Forskere er dypt delt om karbonbefruktning av denne typen faktisk vil forårsake økninger i vekst, og i så fall hvor mye. I vårt papir forsøkte vi ikke å avgjøre denne debatten. I stedet inneholdt vi bare flere forskjellige muligheter for styrken av karbonbefruktning.

For å simulere karbonbefruktning brukte vi et pent lite knep foreslått av professor Graham Farquhar av Australian National University. Trikset er avhengig av det faktum at som planter puster inn karbondioksid, slippes vann ut. Tenk på porene på blader som små munner som åpner og lukker å puste. Jo flere planter trenger å åpne munnen for å puste, jo mer vann rømmes. Så planter prøver å holde munnen så tett lukket som de kan.

Hvis konsentrasjonene av karbondioksid som flyter rundt i luften, er svært høye, må planter åpne munnen deres bare litt for en liten luftgass uten å miste mye vann. Da vi gjødsler plantene med karbon i luften, reduserer dette direkte mengden vann plantene kan beholde - med mer CO2 vil bladets porer absorbere gassen mer effektivt og i ferd med å miste mindre vann.

I stedet for å prøve å simulere mer fri karbon som flyter rundt i luften, kan vi bare late som at plantene får mer regnvann. Den endelige effekten på veksten bør i det vesentlige være den samme, fordi karbonopptak og vannoppbevaring er direkte forbundet.

I ørkener hvor vann er i topp og planter er motivert for å holde munnen lukket, bør en liten karbonbefruktning (eller litt ekstra regn) gå langt for å hjelpe planter å vokse. I kontrast, i regnskoger der planter kan holde munnene åpne åpne med liten kostnad, kan ikke gjødsel av karbon (eller ekstra regn) gjøre mye for å hjelpe plantene.

I vår studie simulerte vi karbonbefruktning ved ganske enkelt å legge til mer fremtidig nedbør i våre modeller. For å tilfredsstille de forskerne som sterkt tror at karbonbefruktning vil skille seg ut, i noen simuleringer legger vi til ekstra vann i forhold til mengden ekstra karbon som forventes å bli frigjort i atmosfæren. For å tilfredsstille de nevnte forskerne som ikke tror at karbonbefruktningseffekten vil brette seg ut, løp vi også simuleringer uten noe økt vann. Og vi kjørte simuleringer på alle nivåer i mellom.

Våre modellers spådommer

På slutten av dagen er kartene våre om hvordan treveksten kan reagere på klimaendringer, alarmerende.

Over mye av vest og sentrale deler av kontinentet ser vi massive nedgang i trærvekst, med trær som vokser opp til 75 prosent langsommere i andre halvdel av dette århundret. I enkelte områder i nærheten av kontinentets kyster, for eksempel Stillehavet Nordvest, Vest-Canada og Sørøst-USA, så vi imidlertid noen lokale økninger i trevekst.

Gjennomsnittlig uten CO2-befruktningseffekten, modellerer våre modeller vekstraten over hele kontinentet til å falle med nesten 20 prosent under det verste fallet klimaendringsscenariet som ble fremført av IPCC (dette scenariet har 6 grader Celsius for å oppvarme prognose over hele kontinentet) .

Vi fant at det ville ta en veldig stor karbonbefruktningsvirkning (urealistisk stort, ifølge flere av studiens medforfattere) for å kompensere for denne avmatningen. Og over store deler av kontinentet projiserte modellene våre langsommere vekstnivåer, uansett hvor stor CO2-befruktningseffekten er.

Vi så også ikke en stor økning i kalde nordlige skogsvaksjoner i våre simuleringer. Så i gjennomsnitt så vi ikke "boreal greening." Om noe så vi en nedgang i disse skogene. Dette er i stor grad drevet av skiftet i hvordan trær reagerer på klima på steder som Fairbanks.

Hva det betyr

Konsekvensen av vår analyse er at skogene ikke virker klare for å redde oss fra klimaendringer.

Våre modeller tyder på at de fleste skogene våre vil vokse langsommere i fremtiden. Dette har selvsagt direkte innvirkning på alle måter vi og andre arter stammer fra trær. Men det vil også gi tilbake til klimaendringene selv. Som global oppvarming fører til at trærne absorberer mindre karbon, vil det bli mer karbon igjen i luften for å forårsake raskere oppvarming, og dermed skape en akselererende syklus.

Videre vil mange vedvarende år med dårlig vekst i trær sannsynligvis deplete ressursene de trenger for å overleve, noe som gjør dem utsatt for alvorlig tørke eller insektutbrudd. Dette kan bety at det vi projiserer som langsommere vekst, kan oversette til utbredt tre dødsfall. Med andre ord kan skogbildet være enda dystere enn våre modeller antyder.

I våre modeller tar vi ikke hensyn til måten skogene endrer seg på grunn av endringer i loggpraksis eller skogforvaltning. På mange områder regner skogene raskere bare fordi vi sluttet å logge dem nylig. Slike faktorer bør vurderes som et annet lag å legge til på toppen av våre projeksjoner.

Denne studien, som noe av sin art, er virkelig vårt beste gjetning når det gjelder tilnærming av fremtiden. Jeg tenker på slike prognoser ikke som hardt og raskt forutsigelser om hva som vil skje, men som rimelige muligheter. Det er så mange ukjente involverte, inkludert det faktum at fremtidige klimaer sannsynligvis vil være ganske forskjellige fra det vi har sett tidligere.

Og selvfølgelig er det største ukjente hvor mye viljestyrke vårt menneskelige samfunn vil bringe til grunn for å klemme ned på klimagassutslipp.

Om forfatteren

Noah Charney, postdoktorforskningsassistent for økologi og evolusjonær biologi, University of Arizona

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

at

Takk for besøket InnerSelf.com, der det er 20,000 + livsendrende artikler som fremmer "Nye holdninger og nye muligheter." Alle artikler er oversatt til 30+ språk. Bli medlem! til InnerSelf Magazine, utgitt ukentlig, og Marie T Russells Daily Inspiration. InnerSelf Magazine har blitt utgitt siden 1985.