Bá» VÄn hóa Äá» nghá» Hà Giang sá»m cấp lại sá» Äá» dinh Vua Mèo
Mục lục:
Biến đổi khí hậu thường gợi lên hình ảnh về sức nóng, hạn hán và bão. Nhưng theo Đánh giá Khí hậu Quốc gia mới nhất của Hoa Kỳ, được phát hành vào ngày 23 tháng 11 năm 2018, mùa đông đã ấm lên nhanh gấp ba lần so với mùa hè ở Đông Bắc trong những năm gần đây. Những thay đổi này cũng tạo ra hiệu ứng đáng kể.
Trong lịch sử, hơn 50 phần trăm của bán cầu bắc đã có tuyết phủ vào mùa đông. Bây giờ nhiệt độ ấm hơn đang làm giảm độ sâu và thời gian phủ tuyết mùa đông. Nhiều người cho rằng mùa đông là thời gian ngủ yên của các sinh vật ở vùng khí hậu lạnh, nhưng nhiều thập kỷ nghiên cứu cho thấy điều kiện khí hậu mùa đông - đặc biệt là tuyết - là những yếu tố quan trọng đối với sức khỏe của hệ sinh thái rừng và sinh vật sống trong đó.
Đặc biệt, công việc của chúng tôi trong thập kỷ qua cho thấy rằng tuyết phủ giảm có thể làm giảm sức khỏe của cây và làm giảm khả năng lọc không khí và nước của rừng. Nghiên cứu mới nhất của chúng tôi cho thấy sự nóng lên liên tục của mùa đông có thể làm giảm đáng kể tuyết phủ trên khắp vùng đông bắc Hoa Kỳ, gây ra sự sụt giảm lớn trong sự phát triển của cây và lưu trữ carbon trong rừng.
Tuyết làm chăn
Chúng tôi nghiên cứu rừng gỗ cứng phía Bắc, mà bị chi phối bởi phong đường, bạch dương màu vàng, và cây sồi Mỹ và trải rộng 85.000 dặm vuông, từ Minnesota và Nam Trung Canada đông sang các tỉnh Hàng hải Canada và Đông Bắc Hoa Kỳ. Những khu rừng này nổi tiếng với màu sắc mùa thu rực rỡ của chúng. Họ tạo ra doanh thu bằng cách thu hút khách du lịch, người đi bộ, thợ săn và người cắm trại, và hỗ trợ các ngành công nghiệp xi-rô gỗ và phong. Họ cũng cung cấp các dịch vụ sinh thái quan trọng, như lưu trữ carbon và duy trì chất lượng nước và không khí.
Khi mùa đông xâm lấn vào khu vực này, với nhiệt độ thường xuống thấp dưới mức đóng băng, mọi loài đều cần cách nhiệt để đối phó. Rễ cây và các sinh vật đất như côn trùng dựa vào túi tuyết sâu để bảo vệ khỏi lạnh - một chiếc chăn tuyết theo nghĩa đen. Ngay cả ở nhiệt độ dưới 0, nếu tuyết đủ sâu, đất vẫn có thể đóng băng.
Sáu thập kỷ nghiên cứu từ Khu rừng thử nghiệm Hubbard Brook ở New Hampshire - một trong những nghiên cứu dài nhất ở bất cứ đâu - cho thấy rằng tuyết mùa đông đang giảm dần. Nghiên cứu được thực hiện bởi các học giả khác chỉ ra rằng nếu xu hướng này tiếp tục, nó sẽ làm tăng khả năng các chu kỳ đóng băng của đất, với các tác động có hại đối với sức khỏe của rừng.
Tại sao rừng phía Bắc cần tuyết
Trong hơn 10 năm, chúng tôi đã thao túng gói tuyết mùa đông tại Hubbard Brook để nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu dự kiến đối với các khu rừng cứng miền bắc. Vào đầu mùa đông, chúng tôi đi ra ngoài sau mỗi đợt tuyết rơi để loại bỏ tuyết khỏi các ô thí nghiệm. Sau đó, chúng tôi phân tích làm thế nào mất lớp cách điện này ảnh hưởng đến cây và đất.
Chúng tôi đã tìm thấy rằng trong các ô mà chúng tôi loại bỏ tuyết, sương giá xuyên qua một chân hoặc nhiều hơn vào đất, trong khi nó hiếm khi kéo dài hơn hai inch sâu trong các ô quy chiếu gần đó với túi tuyết không được lọc. Và cũng giống như các chu kỳ đóng băng tạo ra ổ gà trên đường phố, đất bị đóng băng và giết chết rễ cây và làm hỏng những cây còn sống.
Thiệt hại gốc này gây ra một loạt các phản ứng sinh thái. Rễ chết phân hủy và kích thích mất carbon dioxide từ đất. Cây lấy ít chất dinh dưỡng từ đất, tích lũy nguyên tố nhôm độc hại trong lá của chúng và tạo ra sự phát triển ít nhánh hơn. Nitơ, một chất dinh dưỡng quan trọng, có thể rửa sạch đất. Cộng đồng côn trùng đất trở nên ít phong phú và đa dạng.
Snowpack giảm ảnh hưởng đến sự phát triển của cây
Trong bài báo gần đây nhất của chúng tôi, khí hậu của chúng tôi và các mô hình thủy văn cho thấy diện tích rừng trên toàn Đông Bắc Hoa Kỳ rằng nhận được cách điện giữa mùa đông băng tuyết có thể giảm bằng 95 phần trăm vào năm 2100. Ngày nay, 33.000 dặm vuông rừng ở miền bắc New York và New Anh thường có tuyết rơi trong vài tháng vào mùa đông. Đến năm 2100, khu vực này có thể co lại tới một bản vá nhỏ hơn 2.000 dặm vuông - khoảng một phần năm kích thước của Vermont.
Sự suy giảm này chắc chắn sẽ gây tổn hại cho các ngành công nghiệp trượt tuyết và trượt tuyết và đưa các con đường Đông Bắc đến các chu kỳ đóng băng nhiều hơn. Nó cũng sẽ ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển của cây.
Để đánh giá mối quan hệ giữa snowpack và sự phát triển của cây, chúng tôi đã sử dụng một mũi khoan rỗng chuyên dụng được gọi là sâu đục thân để loại bỏ lõi gỗ có kích thước bằng rơm từ nhiều thân cây phong đường. Mỗi cây trong số đó trải qua một đợt tuyết mùa đông tự nhiên hoặc năm năm liên tiếp chúng tôi đã loại bỏ tuyết mùa đông sớm. Khi chúng tôi chà nhám các lõi và xem chúng dưới kính hiển vi, chúng tiết lộ các vòng sinh trưởng hàng năm mà chúng ta có thể sử dụng để hiểu cách mỗi cây phản ứng với môi trường của nó.
Chỉ trong hai năm đầu tiên, các phân tích của chúng tôi đã cho thấy sự suy giảm 40% trong tăng trưởng đường phong từ các lô không có tuyết. Tốc độ tăng trưởng vẫn suy giảm từ 40 đến 55 phần trăm trong ba năm tới. Ngược lại, không có sự suy giảm tăng trưởng trong các cây phong đường trong các ô quy chiếu của chúng tôi, nơi những cây phủ đầy tuyết, rễ cây ở giữa mùa đông. Những kết quả này tương đương với tỷ lệ tử vong của rễ mà các nhà nghiên cứu khác quan sát thấy trong một thí nghiệm dọn tuyết trước đó tại Hubbard Brook.
Tại Hubbard Brook, cây phong đường có thể chiếm hơn một nửa tích lũy sinh khối rừng hàng năm. Do đó, những thay đổi về khí hậu làm giảm tuyết mùa đông và tăng đóng băng đất có thể làm giảm tốc độ tăng trưởng rừng ở khu vực rừng cứng miền bắc 20% chỉ nhờ tác động của chúng lên những cây này. Nhưng chúng ta biết rằng bạch dương vàng cũng bị thiệt hại rễ do phản ứng đóng băng đất, vì vậy ước tính của chúng tôi về những thay đổi trong toàn bộ sự phát triển của rừng có thể sẽ thấp.
Nhiệt độ mùa sinh trưởng ấm hơn có thể bù đắp ít nhất một phần cho thiệt hại này bằng cách kích thích tốc độ phát triển của cây, như một số nghiên cứu cho thấy? Rất ít công việc đã được thực hiện để hiểu làm thế nào các khu rừng ở các vùng phủ tuyết theo mùa sẽ phản ứng với các tác động tương tác của biến đổi khí hậu qua các mùa. Để giúp lấp đầy khoảng trống này, chúng tôi đã thiết lập Thử nghiệm biến đổi khí hậu qua các mùa tại Hubbard Brook vào năm 2013.
Trong dự án này, chúng tôi sử dụng dây cáp sưởi ấm chôn để làm ấm đất rừng 9 độ F (5 độ C) trong mùa không có tuyết từ tháng 4 đến tháng 11. Vào mùa đông, chúng tôi sử dụng kết hợp sưởi ấm với dây cáp sưởi ấm chôn và xúc tuyết để tạo ra chu kỳ đóng băng đất. Kết quả của chúng tôi cho đến nay cho thấy thiệt hại rễ và giảm sự phát triển của cây do chu kỳ đóng băng của đất mùa đông không được bù đắp bởi sự nóng lên của đất trong mùa sinh trưởng.
Công việc của chúng tôi cho thấy những thay đổi thường bị bỏ qua trong khí hậu mùa đông có thể ảnh hưởng đến hệ sinh thái rừng. Mất gói tuyết có thể làm giảm sự phát triển của rừng, cô lập carbon và giữ lại chất dinh dưỡng, điều này sẽ có ý nghĩa quan trọng đối với sự thay đổi khí hậu và chất lượng không khí và nước quanh năm.
Bài viết này ban đầu được xuất bản trên Cuộc trò chuyện của Andrew Reinmann và Pamela Templer. Đọc văn bản gôc ở đây.