Деревья Амазонии и Анд не успевают адаптироваться к глобальному потеплению, показало 40-летнее исследование

Красная линия отмечает точку измерения диаметра дерева, изученного на гектарном участке в бассейне Амазонки. Автор: Уильям Фарфан-Риос

Новое исследование, опубликованное сегодня Университетом Уэйк-Форест и международной командой учёных, показывает, что древесные сообщества в Амазонии и Андах не адаптируются достаточно быстро к изменению климата. Это имеет серьёзные последствия для будущего тропического биоразнообразия и экосистемных услуг, таких как регулирование климата и опыление.

Исследование, охватывающее более 40 лет мониторинга лесов, демонстрирует, что виды деревьев не перемещают популяции вверх по склонам, а сообщества не реорганизуются достаточно быстро, чтобы соответствовать быстрым тенденциям потепления. Хотя некоторые средневысотные леса у облачного основания показывают признаки адаптации, обширные территории Амазонии и высоких Анд остаются практически неподвижными, что вызывает тревогу относительно устойчивости лесов.

«Эти леса просто не поспевают за изменением климата, — сказал ведущий автор Уильям Фарфан-Риос из Университета Уэйк-Форест. — Результатом становится растущий климатический долг, который угрожает целостности и функционированию самых разнообразных лесов на Земле».

Их выводы, озаглавленные «Древесные сообщества Амазонии и Анд не отслеживают текущее потепление климата», опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Учёные ожидали увидеть большее распространение теплолюбивых видов деревьев по сравнению с холодолюбивыми с течением времени — процесс, называемый термофилизацией. Однако, изучив, как деревья появляются, растут и умирают на каждой высоте, исследователи обнаружили мало или совсем не обнаружили свидетельств термофилизации вдоль высотного градиента — от нескольких сотен футов в Амазонии до более 12 000 футов в Андах.

Авторы предупреждают, что текущее отставание создаёт «климатический долг» — несоответствие между фактическим потеплением и медленными темпами обновления видов. Если эту проблему не решить, долг будет накапливаться, подталкивая экосистемы к переломным моментам.

Ключевые выводы исследования:

• Огромный массив данных: мониторинг более 66 000 деревьев, 2500 видов и 66 долгосрочных лесных участков вдоль высотных трансект от Амазонии до Анд в Перу и Боливии.
• Сдвиги медленнее потепления: средние «скорости термофилизации» — увеличение доли теплолюбивых видов относительно холодолюбивых — были на порядок медленнее региональной скорости потепления.
• Горячие точки у облачного основания: средневысотные леса (1200-2000 м) показали наиболее сильные сигналы изменения состава, в основном из-за повышенной смертности холодолюбивых деревьев.
• Инерция Амазонии: низменные леса Амазонии не показали последовательных направленных изменений, что говорит об устойчивости в краткосрочной перспективе, но высокой долгосрочной уязвимости к тепловому стрессу и засухе.
• Движущие силы изменений: доминирующим фактором была смертность деревьев, а не появление новых теплолюбивых видов.

Почему это важно

Тропические леса Анд и Амазонии представляют собой высочайшую концентрацию биоразнообразия на планете и играют критическую роль в регулировании климата Земли. Если древесные сообщества не смогут адаптироваться к потеплению, учёные предупреждают о:

• Сокращении накопления углерода и ослаблении роли Анд и Амазонии как глобального поглотителя углерода.
• Потере критических местообитаний для видов растений и животных.
• Повышенном риске коллапса экосистем, особенно в средневысотных облачных лесах, где смертность высока.

«Нужно находиться там длительное время, чтобы понять, как меняются эти леса, — сказал соавтор Майлз Силман, занимающий кафедру сохранения биологии имени Эндрю Сабина в Уэйк-Форест. — Если мы потеряем эти климатические обсерватории, эти естественные лаборатории, мы ослепнем для нашего будущего. Мы обнаружили, что леса меняются, но не так, как это сделало бы их устойчивыми к изменению климата».

Силман отметил, что древесные сообщества могут адаптироваться в течение тысяч лет, но отдельные деревья умирают быстро, а новые появляются и растут медленно. «Им также нужен полный набор животных-распространителей и опылителей, чтобы помочь расширить их ареал — а потеря среды обитания сокращает их численность. Если посмотреть на масштабы изменений, происходящих в Андах и Амазонии, лесные сообщества, вероятно, не успеют. Вот почему такие исследования важны».

Исследование дополняет растущее количество доказательств того, что виды в тропиках менее способны отслеживать изменение климата, чем виды в умеренных зонах. В отличие от умеренных лесов, тропические виды часто имеют узкую термо tolerances и ограниченные возможности для миграции, особенно в низменностях, где нет более теплолюбивых видов, которые могли бы переместиться.

В исследовании приняли участие более 20 учёных из учреждений по всей Америке и Европе, включая Университет Уэйк-Форест, Университет Майами, Оксфордский университет, Университет Вашингтона в Сент-Луисе, Университет Лидса и Миссурийский ботанический сад.

Исследование опирается на десятилетия сотрудничества через такие сети, как Andes Biodiversity and Ecosystem Research Group (ABERG), Amazon Forest Inventory Network (RAINFOR) и ForestPlots.net, представляя собой одну из самых комплексных долгосрочных программ мониторинга в тропиках.

Больше информации: Уильям Фарфан-Риос и др., Древесные сообщества Амазонии и Анд не отслеживают текущее потепление климата, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2425619122

Источник: Wake Forest University