Бореальні ліси оточують крайню північ нашої планети, на південь від безлісної арктичної тундри. Якщо планета вкрита арктичною крижаною шапкою, то бореальні ліси – це нещільна пов’язка, обгорнута навколо її вух, що вкриває значну частину Аляски, Канади, Скандинавії та Сибіру.
Ґрунти бореального регіону вже давно захищають планету від потепління, зберігаючи величезну кількість вуглецю і не даючи йому потрапляти в атмосферу. Віддаленість регіону історично захищала його ліси та водно-болотні угіддя від значного впливу людини.
Ці дві риси роблять бореальні ліси одними з найважливіших екосистем на Землі. Крім того, численні види ссавців, риб, рослин, комах і птахів роблять ці ліси своєю домівкою.
Вже понад два століття вчені визнають, що клімат відіграє ключову роль у визначенні географічних зон рослинних угруповань. Оскільки бореальні ліси та ґрунти мають мінусову зиму і коротке літо, ці ліси і тварини, які в них мешкають, зміщуються на північ із підвищенням температури.
Однак просування бореальних лісів на північ відбувається не рівномірно і повільніше, ніж очікувалося. Тим часом, їхній відступ на південь відбувається швидше, ніж прогнозували вчені. Як науковці, що вивчають північні екосистеми, ліси та водно-болотні угіддя, ми бачимо тривожні докази того, що в міру потепління світу його найбільші лісові масиви, схоже, скорочуються.
Найбільша дика природа на Землі
Бореальні ліси містять мільярди дерев. Більшість з них – хвойні, шишкоягідні, але є також ділянки широколистяних порід, включаючи березу, осику і тополю. Вони підтримують мільйони перелітних птахів і знакових ссавців, таких як бурі ведмеді, лосі та рисі.
Ці дерева та ґрунти навколо їхнього коріння допомагають регулювати клімат Землі, частково витягуючи вуглекислий газ з атмосфери, де він інакше діяв би як парниковий газ. Дерева використовують цей вуглець для росту коріння, стовбурів і листя, які з часом перетворюються на багатий на вуглець ґрунт, коли дерево відмирає. Значні зміни в лісах призведуть до змін у глобальному кліматі.
Ці ліси теплішають зі швидкістю, що значно перевищує середньосвітовий показник. Підвищення температури безпосередньо впливає на ріст і виживання дерев і, в свою чергу, на їхню здатність накопичувати вуглець.
Ліси в русі
Коли потепління атмосфери звільняє дерева від крижаних лещат низьких температур, дорослі дерева реагують на це прискоренням росту. Більш м’які температури також дозволяють молодим саджанцям у найпівнічніших бореальних лісах закріпитися там, де попередні умови були надто суворими для їхнього укорінення.
У більш теплих південних бореальних лісах ситуація зовсім інша. Тут умови стали занадто теплими для пристосованих до холоду бореальних дерев, що сповільнює їхній ріст і навіть призводить до загибелі. З потеплінням приходить сухість, а водний стрес робить дерева більш вразливими до зараження комахами та пожеж, як це сталося в Канаді у 2023 році та в Сибіру у 2019 і 2020 роках.
Якщо це станеться в більших масштабах, межі південних бореальних лісів стануть тоншими і деградують, тим самим відступаючи далі на північ, де температури все ще придатні.
Якщо бореальні ліси розширюватимуться на північ і відступатимуть на південь такими ж темпами, вони можуть повільно слідувати за потеплінням температури. Однак наше комбіноване дослідження з використанням супутникових і польових даних показує, що ситуація є більш складною.
Відстежуємо ліси з космосу
Супутники мають неоціненне значення для відстеження того, як змінилися бореальні ліси за останні десятиліття і чи узгоджуються ці зміни із загальним зсувом на північ. Дослідники можуть використовувати супутники для моніторингу щорічних змін характеристик лісу, таких як річний приріст дерев і деревний покрив.
Наші нещодавні дослідження з використанням супутникових даних показали, що приріст дерев і деревний покрив збільшився з 2000 по 2019 рік на більшій частині бореальних лісів. Ці зміни відбулися переважно в найхолодніших північних районах. Однак було мало доказів того, що ліси розширювалися за межі існуючих ліній дерев.
Наші дослідження також показали, що приріст дерев і деревний покрив часто зменшувалися з 2000 по 2019 рік у теплих південних районах бореальних лісів. У цих регіонах спекотніші та сухіші умови часто зменшували ріст дерев або вбивали окремі дерева, тоді як лісові пожежі та рубки сприяли втраті деревного покриву.
Супутникові дані дають зрозуміти, що зміна клімату впливає як на північні, так і на південні межі бореальних лісів. Однак, якщо втрата деревного покриву на півдні відбувається швидше, ніж його відновлення на півночі, то бореальний ліс, швидше за все, скоротиться, а не просто зміститься на північ.
Збільшуємо масштаб, щоб зрозуміти, як змінюються ліси
Ліси розвиваються, коли проростає і росте насіння окремих дерев, але бореальні дерева ростуть повільно і потребують десятиліть, щоб досягти розміру, видимого з космосу. Щоб знайти молоді дерева, присутність яких сигналізувала б про рух лісової лінії, потрібні дані з землі.
Наприкінці 1970-х років один з нас (Девід Купер) задокументував, що молоді ялини ростуть на висоті на сотні метрів вище і за багато миль на північ від найвисокогірніших шишкоягідних дерев у хребті Брукс на Алясці. Повернувшись у 2021 році, ми виявили, що ці маленькі деревця виросли до кількох метрів заввишки і дають шишки. Що ще важливіше, в 10 разів більше молодих ялин тепер ростуть вище і за межами лісосмуги, ніж під час наших перших польових вилазок.
Перетинаючи пішки межу між бореальними лісами Аляски та її арктичною тундрою, ми знайшли тисячі молодих бореальних дерев, що ростуть на відстані до 25 миль на північ від встановлених ліній дерев. Більшість з них ростуть там, де випадають глибокі сніги, завдяки “озерному ефекту” Північного Льодовитого океану: Холодне повітря рухається над відкритою водою, підхоплюючи тепло і вологу, які потім випадають у вигляді снігу за вітром.
Відступаючий морський лід залишає більше відкритої води. Це породжує сильніші вітри, які розносять насіння дерев далі, і більше снігу, який ізолює саджанці від суворих зимових умов. В результаті дерева в хребті Брукс на Алясці швидко просуваються в безлісу тундру. Однак ці швидкі експансії є локальними і ще не відбуваються повсюдно вздовж північної лісової лінії.
Майбутнє обличчя бореальних лісів
Наше спільне дослідження показує, що бореальні ліси насправді реагують на підвищення температури. Але швидкі темпи кліматичних змін означають, що дерева, ймовірно, не зможуть просуватися на північ такими темпами, щоб встигати за їх втратами на півдні.
Чи зможуть дерева на крайній півночі коли-небудь наздогнати клімат і запобігти скороченню лісів? Наразі вчені просто не знають. Можливо, нещодавно створені дерева на хребті Брукс є передвісником такого розширення. Також незрозуміло, чи зможуть північні частини бореальних лісів накопичити достатню кількість вуглецю завдяки швидкому росту, щоб компенсувати втрати вуглецю на півдні.
Якщо бореальні ліси справді перебувають на межі скорочення, вони врешті-решт зникнуть зі свого нинішнього південного краю. Це зашкодить багатьом місцевим і мігруючим тваринам, особливо птахам, через скорочення їхнього бореального середовища існування. Ліси також є культурно важливими для кількох мільйонів людей, які називають їх своїм домом, наприклад, для корінних народів Канади.
Ретельніший моніторинг бореальних лісів по всьому світу з використанням як супутникових даних, так і наземних вимірювань допоможе доповнити цю картину. Тільки тоді дослідники зможуть сподіватися зазирнути в майбутнє однієї з останніх диких місцевостей Землі.
