Bakit Maaaring Ipahiwatig ng Pag-declining Cover ng Snow ang Malawak na Pinsala sa Kapaligiran upang Halika

Ang pagbabago ng klima ay madalas na nagpapalaki ng mga larawan ng init, tagtuyot, at mga bagyo. Ngunit ayon sa pinakabagong US National Climate Assessment, na inilabas noong Nobyembre 23, 2018, ang taglamig ay nagpainit ng tatlong beses na mas mabilis kaysa sa mga summers sa Northeast sa mga nakaraang taon. Ang mga pagbabagong ito ay gumagawa din ng mga makabuluhang epekto.

Sa kasaysayan, higit sa 50 porsiyento ng hilagang kalahati ng mundo ay may snow cover sa taglamig. Ngayon ang mga mas mainit na temperatura ay binabawasan ang lalim at tagal ng snow cover ng taglamig. Ipinapalagay ng maraming tao na ang panahon ng taglamig ay isang tulog na panahon para sa mga organismo sa mga malamig na klima, ngunit ang mga dekada ng pananaliksik ngayon ay nagpapakita na ang mga kondisyon ng klima ng taglamig - lalo na ang snowpack - ay mahalagang mga regulator ng kalusugan ng mga kagubatan ng ecosystem at mga organismo na nakatira sa kanila.

Sa partikular, ang aming trabaho sa huling dekada ay nagpapakita na ang pagbagsak ng snow cover ay maaaring makapinsala sa kalusugan ng puno at mabawasan ang kakayahan ng mga kalangitan na i-filter ang hangin at tubig. Natuklasan ng aming pinakahuling pag-aaral na ang patuloy na pag-init ng taglamig ay maaaring lubos na mabawasan ang snow cover sa buong hilagang-silangan ng Estados Unidos, na nagdudulot ng malalaking pagtanggi sa paglago ng puno at pag-iimbak ng kagubatan ng kagubatan.

Snow bilang isang Blanket

Pinag-aaralan namin ang mga gubat sa hilagang hardwood, na pinangungunahan ng maple na asukal, dilaw na birch, at American beech tree at umaabot sa 85,000 square miles, mula sa Minnesota at timog-gitnang Canada silangan sa Canadian Maritime Provinces at sa hilagang-silangan ng Estados Unidos. Ang mga kagubatan ay sikat sa kanilang mga makulay na mga kulay ng taglagas. Lumilikha sila ng kita sa pamamagitan ng pagguhit ng mga turista, mga hiker, mga mangangaso, at mga mangangalakal, at suporta sa mga industriya ng timber at maple syrup. Nagbibigay din sila ng mahahalagang serbisyo sa ekolohiya, tulad ng pagtatago ng carbon at pagpapanatili ng kalidad ng tubig at hangin.

Kapag sumisikat ang taglamig sa rehiyon na ito, na may mga temperatura na madalas na nahuhulog sa ibaba ng pagyeyelo, ang bawat uri ng hayop ay nangangailangan ng pagkakabukod upang makayanan. Ang mga ugat ng puno at organismo ng lupa tulad ng mga insekto ay umaasa sa malalim na snowpack para sa proteksyon mula sa lamig - isang literal kumot ng niyebe. Kahit na sa temperatura ng sub-zero, kung ang snow ay sapat na malalim, ang mga soils ay maaaring manatiling unfrozen.

Anim na dekada ng pananaliksik mula sa Hubbard Brook Experimental Forest sa New Hampshire - isa sa pinakamahabang pag-aaral kahit saan - nagpapakita na ang snowpack ng taglamig ay bumababa. Ang pananaliksik na isinasagawa ng ibang mga iskolar ay nagpapahiwatig na kung patuloy ang kalakaran na ito, ito ay madaragdagan ang posibilidad ng lupa na maaring mag-freeze-thaw, na may nakakapinsalang epekto sa kalusugan ng kagubatan.

Bakit Kailangan ng Northern Forest ang Snow

Sa loob ng higit sa 10 taon na-manipulahin namin snowpack taglamig sa Hubbard Brook upang pag-aralan ang mga epekto ng inaasahang pagbabago ng klima sa hilagang hardwood kagubatan. Sa maagang taglamig, namumuno kami sa labas pagkatapos ng bawat ulan ng niyebe upang alisin ang niyebe mula sa aming mga pang-eksperimentong plano. Pagkatapos ay pag-aralan namin kung paano nakakaapekto ang pagkawala ng insulating layer na ito sa mga puno at lupa.

Nalaman namin na sa mga plots kung saan namin alisin snow, frost penetrates ng isang paa o higit pa pababa sa lupa, habang ito ay bihira nagpalawak ng higit sa dalawang pulgada malalim sa kalapit na sanggunian plots na may hindi nabagong snowpack. At tulad ng freeze-thaw cycles na lumilikha ng mga potholes sa mga lansangan ng siyudad, mga nagyeyelong lupa at pinapatay ang mga ugat ng puno at sinisira ang mga nabubuhay.

Ang pinsala sa ugat na ito ay nagpapalitaw ng isang kaskad ng mga tugon sa ekolohiya. Ang mga patay na ugat ay nabulok at pinasisigla ang pagkawala ng carbon dioxide mula sa lupa. Ang mga puno ay tumatagal ng mas kaunting mga nutrients mula sa lupa, maipon ang nakakalason elemento aluminyo sa kanilang mga dahon, at gumawa ng mas kaunting paglago ng sangay. Ang nitrogen, isang pangunahing nutrient, ay maaaring hugasan ng mga soils. Ang mga komunidad ng mga insekto ng lupa ay nagiging mas masagana at magkakaiba.

Ang pagdulas ng Snowpack ay Nakakaapekto sa Paglaki ng Tree

Sa aming pinakahuling papel, ang aming klima at hydrological na mga modelo ay nagpapakita na ang lugar ng kagubatan sa buong hilagang-silangan ng Estados Unidos na tumatanggap ng insulating midwinter snowpack ay maaaring bumaba ng 95 porsiyento ng taong 2100. Ngayon, 33,000 square miles ng kagubatan sa buong hilagang New York at New Ang Inglatera ay karaniwang may snowpack para sa ilang buwan sa taglamig. Sa taong 2100, ang lugar na ito ay maaaring pag-urong sa isang patch na mas maliit sa 2,000 square miles - tungkol sa isang-ikalima ang laki ng Vermont.

Ang pagtanggi na ito ay walang alinlangan na makapinsala sa mga skiing at snowmobiling na industriya at ilantad ang mga kalapit na Northeast sa mas maraming mga freeze-thaw cycle. Ito rin ay makakaapekto sa paglaki ng puno.

Upang masuri ang ugnayan sa pagitan ng snowpack at paglago ng puno, gumamit kami ng isang espesyal na drill drill bit na tinatawag na isang increment borer upang alisin ang straw-sized wood cores mula sa maraming mga stem ng maple ng asukal. Ang bawat isa sa mga puno ay nakaranas ng alinman sa natural na taglamig snowpack o limang magkakasunod na taon kung saan inalis namin ang maagang taglamig snowpack. Nang sandaan namin ang mga core at tiningnan sila sa ilalim ng isang mikroskopyo, inihayag nila ang taunang mga singsing na paglago na magagamit namin upang maunawaan kung paano tumutugon ang bawat puno sa kapaligiran nito.

Sa loob lamang ng unang dalawang taon, ang aming mga pinag-aaralan ay nagpakita ng 40 porsiyento na pagtanggi sa paglago ng asukal sa maple mula sa mga plot na walang snowpack. Ang mga rate ng pag-unlad ay nanatiling nalulumbay ng 40 hanggang 55 porsiyento sa susunod na tatlong taon. Sa kabaligtaran, walang pagtanggi sa pag-unlad sa mga puno ng asukal sa maple sa aming mga plot na sanggunian kung saan ang mga puno ng puno ng niyebe sa mga midwinter. Ang mga resulta na ito ay maihahambing sa pagkamatay ng mga ugat na naobserbahan ng iba pang mga mananaliksik sa isang naunang pag-alis ng pag-alis ng snow sa Hubbard Brook.

Sa Hubbard Brook, ang mga maple ng asukal ay maaaring maglaan ng higit sa kalahati ng taunang pagtitipon ng biomass ng kagubatan. Dahil dito, ang mga pagbabago sa klima na nagbabawas ng snowpack ng taglamig at pagtaas ng pagyeyelo sa lupa ay maaaring mabawasan ang mga rate ng paglago ng kagubatan sa rehiyon ng hilagang hardwood sa pamamagitan ng 20 porsiyento lamang sa pamamagitan ng kanilang mga epekto sa mga puno na ito. Ngunit alam natin na ang dilaw na birch ay naghihirap din sa pagkasira ng ugat bilang tugon sa pagyeyelo ng lupa, kaya ang aming pagtatantya para sa mga pagbabago sa buong paglago ng kagubatan ay malamang na maging mababa.

Maaaring mas maiinit ang temperatura ng panahon ng lumalagong para sa pinsalang ito sa pamamagitan ng pagpapasigla ng mga pag-unlad ng puno, gaya ng ipinahihiwatig ng ilang pananaliksik? Napakaliit na gawain ang ginawa upang maunawaan kung paano tutugon ang mga kagubatan sa pana-panahon na sakop ng mga rehiyon ng snow sa mga interactive na epekto ng pagbabago ng klima sa buong panahon. Upang makatulong na mapunan ang puwang na ito, itinatag namin ang Pagbabago ng Klima sa Eksperimento ng Panahon sa Hubbard Brook noong 2013.

Sa proyektong ito, ginagamit namin ang mga buried heating cables upang maiinit ang mga kagubatan ng lupa sa pamamagitan ng 9 degrees Fahrenheit (5 degrees Celsius) sa panahon ng snow-free season mula Abril hanggang Nobyembre. Sa taglamig, ginagamit namin ang isang kombinasyon ng warming na may mga buried heating cables at snow shoveling upang mapukaw ang mga freeze-thaw cycle ng lupa. Ang aming mga resulta sa ngayon nagpapakita na ang ugat pinsala at nabawasan ang paglago ng kahoy na dulot ng taglamig lupa freeze-thaw cycle ay hindi ginalaw ng lupa warming sa panahon ng lumalagong panahon.

Ang aming trabaho ay nagpapakita kung gaano kadalas-overlooked pagbabago sa taglamig klima ay maaaring makaapekto kagubatan ecosystem. Ang pagkawala ng snowpack ay maaaring mabawasan ang paglago ng kagubatan, carbon sequestration, at nutrient retention, na magkakaroon ng mahalagang implikasyon para sa pagbabago ng klima at kalidad ng hangin at tubig sa buong taon.

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa The Conversation ni Andrew Reinmann at Pamela Templer. Basahin ang orihinal na artikulo dito.