تغییر اقلیم، تغییر جنگل

صبا گچ‌پز/این مقاله برگردانی از یک مقالۀ علمی انگلیسی‌زبان است که به تأثیر تغییرات اقلیمی بر جنگل های شمال امریکا پرداخته است. کرۀ زمین سیستمی پویا است و حلّ مشکلات محیط‌زیستی اغلب در گرو مطالعه و درک سیستم‌ها، میزان و چگونگی تغییر آن‌ها است. تغییرات و مشکلات محیط‌زیستی اغلب برآیند مجموعۀ پیچیده‌ای متشکل از عوامل مختلف طبیعی و انسانی است.

تغییر اقلیم که از اساسی‌ترین چالش‌های رو در روی زمان ما است، به طیف وسیعی از پدیده‌های طبیعی همچون بالا آمدن سطح آب دریاها، ذوب شدن یخ‌های قطبی، تغییر در فصول گل‌دهی گیاهان و رخدادهای شدید آب و هوایی اطلاق می‌شود که عمدتاً در نتیجۀ سوزاندن سوخت‌های فسیلی اتفاق می‌افتد. بر اساس اصل وحدت محیط‌زیستی، تغییر در یکی از اجزاء بوم‌سازگان بر روی سایر قسمت‌های آن اثرگذار خواهد بود.

در این خصوص سازمان کشاورزی ایالات متّحده^۱، تأثیر تغییرات اقلیمی بر روی چرخۀ آب، جنگل‌ها، حیات‌وحش، چرخۀ بیوشیمیایی و گونه‌های مزاحم را در جنگل‌های شمال شرق ایالات متّحده و شرق کانادا مورد بررسی قرار داده است و سعی شده نتایج این مطالعه در چند شماره به صورت تلخیصی ساده به‌عنوان ذکر نمونه‌ای از آثار تغییرات اقلیمی بر روی کرۀ زمین، آورده شود.

 

به سمت آینده

اقلیم شمال‌شرقی آمریکای شمالی در طی ۱۰۰ سال گذشته به صورت قابل توجهی تغییر کرده است و مدل‌های کامپیوتری تغییرات در حال وقوع بیشتری را برای این منطقه پیش‌بینی می‌کنند. سیاست‌گذاران، صاحبان و مدیران اراضی، ساکنین این مناطق و دانشمندان با چالش تغییرات آتی در جنگل های این منطقه ر وبه‌رو هستند.

شواهد و آثار موجود در خصوص تغییرات اقلیم و تأثیر آن بر جنگل‌های شمال‌شرقی هر سال پررنگ‌تر می‌شوند. با این وجود تغییرات آینده و تأثیرات آن بر منطقه ناشناخته است.

تغییرات اقلیمی چیست و چرا مهم است؟

شواهد و آثار تغییرات اقلیمی و تأثیر آن بر جنگل‌های شمال‌شرقی هر سال تشدید می‌شوند. فعالیت‌های انسان مانند مصرف سوخت‌های فسیلی، تولید و مصرف کود و تغییرات کاربری سرزمین، منجر به افزایش گاز دی‌اکسیدکربن و سایر گازهای گلخانه‌ای در اتمسفر می‌شوند. انتشار این گازها، که شدّت گرفته‌اند، باعث به دام انداختن گرما و در نهایت تغییر اقلیم کرۀ زمین می‌شوند.

اقلیم ما الگوی پایۀ زندگی ما را شکل می‌دهد. اقلیم، رشد محصولات کشاورزی و جنگلی که تأمین‌کنندۀ غذا و محصولات فیبری هستند را کنترل می‎‌کند. علاوه بر آن می‌تواند بر آلودگی آب و هوا مؤثر باشد و منجر به ذوب یخ‌های قطبی و بالا آمدن سطح آب دریا شود. حتّی تغییرات کوچکی در اقلیم می‌تواند آثار بزرگ و قابل‌توجّهی روی جنگل‌ها و در نتیجه جوامع داشته باشد.

اقلیم با آب و هوا متفاوت است. آب و هوا به تغییرات روزانۀ شرایط محلّی همچون میزان درجۀ حرارت، بارندگی و رطوبت اطلاق می‌شود. اقلیم میانگین بلندمدّت متغیّرهای ذکر شده (درجۀ حرارت، بارندگی و رطوبت) در منطقه‌ای بزرگ است. از آن‌جایی که اقلیم میانگین بلندمدّت است، لذا مشاهدۀ تغییرات اقلیمی نسبت به تغییرات آب و هوایی دشوارتر است. در این‌جاست که اهمیت تحقیقات علمی مشخص می‌شود. با دنبال کردن الگوهای درجۀ حرارت و بارندگی در طی زمان و پاسخ آن‌ها به تغییرات شرایط اتمسفری، مانند افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای، محقّقان می‌توانند الگوهای طولانی‌مدّت اقلیمی را به‌صورت مجزا از الگوهای آب و هوایی که ما به‌صورت روزانه تجربه می‌کنیم، دنبال کنند.

در یک قرن گذشته درجۀ حرارت سطح کرۀ زمین تقریباً ۴/۱ درجۀ فارنهایت (۸/ ۰درجۀ سانتی‌گراد) افزایش یافته است. علاوه بر آن، میزان و الگوی بارندگی نیز تغییر پیدا کرده است. روند افزایش درجۀ حرارت در قرن آینده ادامه خواهد داشت. این روند افزایش درجۀ حرارت به میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای منتشرشده در نتیجۀ فعالیت‌های انسانی و در ابعاد کوچک‌تر به متغیّرها و پارامترهای اقلیمی طبیعی، وابسته است.

مدل‌های توسعه‌یافته برای پیش‌بینی تغییرات آینده بر اساس سناریوهای حد بالا و پایین توسط پنل بین‌دولتی تغییرات اقلیمی (IPCC2)، افزایش ۵/۲ تا ۵/۹ درجۀ فارنهایت (۹/۲ تا ۳/۵ درجۀ سانتی‌گراد) دمای سطح زمین را تا سال ۲۱۰۰ پیش‌بینی می‌کنند. در سال ۲۰۱۱ میانگین غلظت گاز دی‌اکسیدکربن (متداول‌ترین گاز گلخانه‌ای)، ppm 387 بوده است که در هشتصدهزار سال گذشته بالاترین میزان بوده است.

پیش‌بینی‌ها اظهار می‌کنند که کرۀ زمین سناریوهای افزایشی (افزایش درجۀ حرارت) را تجربه خواهد کرد. افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای در اتمسفر کرۀ زمین هم بر روی اقلیم محلّی و هم اقلیم جهانی اثرگذار است. در قرن گذشته، الگوی گرمایش در شما‌ل‌شرقی ایالات متحده تشابه زیادی با الگوی گرمایش کلّ ایالات متّحده و کلّ جهان داشته است.

پروژۀ «جنگل‌های شمال غربی »، تأثیرات تغییرات اقلیمی بر جنگل‌های شمال‌شرقی را بررسی می‌کند. این پروژه که ترکیبی از داده‌ها و اطلاعات ثبت شدۀ تاریخی، مطالعات آزمایشگاهی و مدل‌های کامپیوتری است، ارتباط قوی بین اقلیم و عملکردهای پایۀ جنگل‌های منطقه را نشان می‌دهد.

اقلیم در منطقۀ شمال‌شرقی چگونه تغییر می‌کند؟

شواهد پایگاه‌های اطلاعاتی مختلف به وضوح نشان می‌دهند که تغییرات اقلیمی در شمال‌شرقی در حال وقوع است و نرخ این تغییرات از نوسان‌های قابل‌توجّه مشاهده شده از سال ۱۹۷۰، بالاتر است.

اطلاعات بلندمدّت اظهار می‌کنند که اقلیم منطقه در ۱۰۰ سال گذشته گرم‌تر و مرطوب‌تر شده و در نتیجۀ آن بارندگی‌های شدید در این منطقه اتّفاق افتاده است. نتایج حاصل از مدل‌های منطقه‌ای پیش‌بینی می‌کنند که این منطقه (شمال‌شرقی) در آینده گرم‌تر و مرطوب‌تر خواهد شد امّا نسبت به خشک‌سالی مستعدتر می‌شوند. 

درجۀ حرارت: تغییرات مشاهده‌شده

در بخشی از پروژۀ ۲۱۰۰NE Forest ، دانشمندان داده‌های ثبت‌شدۀ طولانی‌مدّتی را برای بررسی آثار تغییرات اقلیمی مورد مطالعه قرار دادند. بررسی نتایج ۷۳ ایستگاه هواشناسی نشان می‌دهد که درجۀ حرارت سطحی در منطقۀ مطالعاتی در طول قرن گذشته به‌طور میانگین ۴۴/۱درجۀ فارنهایت (معادل ۸/۰ درجۀ سانتی‌گراد) افزایش یافته است. نرخ این افزایش درجۀ حرارت شتاب گرفته است به‌طوری که بین سال‌های ۱۹۷۰ تا ۲۰۰۰ در هر ده سال ۴۵/۰ درجۀ فارنهایت (معادل ۲۵/۰ درجۀ سانتی‌گراد) افزایش یافته است.

میانگین شرایط اقلیمی تنها بازگوکنندۀ بخشی از این تغییرات است. برخی از مهم‌ترین تغییرات در اقلیم شامل تغییر فصل‌ها و تفاوت در ارزش‌های حدّ نهایی درجۀ حرارت و یا بارندگی می‌شود. متوسط درجۀ حرارت فصل زمستان در منطقۀ شمال‌شرقی در سه دهۀ گذشته، هر ده سال، ۳/۱ درجۀ فارنهایت (معادل ۷/۰ درجۀ سانتی‌گراد) افزایش داشته است. متوسط درجۀ حرارت فصل تابستان منطقه نیز در بازۀ زمانی مشابه در هر ده سال ۲/۰ درجۀ فارنهایت (معادل ۱/۰ درجۀ سانتی‌گراد) افزایش یافته است.

چگونه جنگل‌های شما‌ل‌شرقی به تغییرات اقلیمی پاسخ می‌دهند؟

اندازه‌گیری و سنجش مستقیم پاسخ طول عمر ارگانیسم‌ها مانند درختان (به تغییرات) دشوار است. به‌منظور پاسخ‌گویی به این پرسش، ابتدا دانشمندان شرایط را در زیستگاه‌ها بررسی می‌کنند و سپس نحوۀ پاسخ‌گویی گونه‌های درختان و چگونگی سازگاری آن‌ها با شرایط جدید را پیش‌بینی می‌کنند.

این رهیافت که اصطلاحاً «Climate envelope» نامیده می‌شود، می‌تواند به‌منظور پیش‌بینی تغییر شرایط برای درختان و حیات‌وحش به‌کار برود. بررسی مدل‌سازی‌های موجود پیش‌بینی می‌کنند که گونه‌های غالب درختی در منطقۀ مورد مطالعه احتمالاً تغییرات شدیدی را متحمّل و در پاسخ به تغییرات در زیستگاه مناسب در طی ۱۰۰سال آینده به آهستگی دگرگون خواهند شد. پیش‌بینی‌ها اظهار می‌کنند که زیستگاه مناسب برای جنگل‌های صنوبر در ۱۰۰ سال آینده ممکن است عملاً از منطقۀ شمال‌شرقی حذف شوند و زیستگاه مذکور برای گونه‌های سخت‌چوب شمالی که در حال حاضر گونه‌های غالب منطقه هستند با شرایط بهتر برای زیستگاه درخت بلوط جایگزین شود.

چگونگی تغییرات بهره‌وری از جنگل در آینده نامشخص است. فصل‌های رشد طولانی‌تر و غلظت بالاتر دی‌اکسیدکربن موجود در اتمسفر، ممکن است بهره‌وری را افزایش دهد. افزایش خشک‌سالی تابستان، تغییرات در زیستگاه‌های مناسب، تغییرات در آفات و بیماری‌ها، مشکلات مداوم در خصوص آلودگی هوا، ترسیب نیتروژن و باران اسیدی ممکن است بهره‌وری را کاهش دهد. چیزی که مشخص است این که تغییرات اقلیمی عدم قطعیت در خصوص (وضعیت) آیندۀ جنگل‌های منطقه را افزایش می‌دهد.

ترکیب جنگل: تغییرات مشاهده شده

امروزه گونه‌های درختی مخروطی و سخت‌چوب همچون افرا، توس، راش و صنوبر، گونه‌های غالب جنگل‌های شمال‌شرقی هستند اما این ترکیب ثابت نخواهد بود. مدارک و شواهد گرده‌ها و میکروفسیل‌های منطقۀ شمال‌شرقی نشان می‌دهند که با گذشت زمان، اقلیم، تأثیر شدیدی بر ترکیب گونه‌های جنگلی داشته است. در ابتدای دورۀ هولوسن ^۴، اقلیم کرۀ زمین سرد بود و درختان کاج و صنوبر در زمین‌هایی که امروزه از حالت یخ‌زدگی و انجماد خارج شده‌اند، گونه‌های رایج و متداولی بودند.

سه هزار سال بعد هم‌زمان با گرم‌تر شدن و افزایش درجۀ حرارت، کاج سفید، بلوط و شوکران، دامنۀ پراکنش خود را وسیع‌تر کردند. سه‌هزار سال بعد از آن، با سردتر و مرطوب‌تر شدن اقلیم، آتش‌سوزی در جنگل‌ها کاهش یافت و جنگل‌های سخت‌چوب شمالی همچون راش و افرا در مناطق شمالی شروع به گسترش کردند؛ این در حالی بود که بلوط، کاج سفید، شوکران و توس در مناطق جنوبی متداول‌تر شدند. در طول ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰ سال، هم‌زمان با خنک‌تر شدن اقلیم، فراوانی کاج سفید رو به کاهش گذاشت و درختان بورئال مانند صنوبر به سمت جنوب شروع به حرکت کردند.

در حالی که شواهد صریح و روشنی در خصوص مهاجرت گونه‌های درختی هم‌زمان با تغییرات اقلیمی وجود دارد، نرخ مهاجرت در گذشته با سرعت پایینی اتّفاق افتاده است. بیشتر مطالعات اظهار می‌کنند که نرخ تاریخی مهاجرت و جابه‌جایی گونه‌ها برای همگام شدن با تغییرات اقلیمی حال حاضر و آینده بسیار آهسته است. این عدم تطبیق بین تغییرات نسبتاً سریع در اقلیم و تغییرات آهسته‌تر در خصوص این‌که کدام گونه‌های درختی مهاجرت کرده و جابه‌جا می‌شوند، چگونگی سازگاری درختان با تغییرات اقلیمی در آینده را پیچیده می‌کند.

در خصوص پاسخ و واکنش گونه‌های درختی به تغییرات اقلیمی در طول چهار دهۀ گذشته تنها شواهد اندکی وجود دارد. نتایج یک مطالعه در ورمونت نشان می‌دهد که ترکیب جنگل منطقه در دامنه‌های غربی کوهستان سبز^۵  بین سال‌های ۱۹۶۴ تا ۲۰۰۴ تغییر کرده است و در نتیجه مرز بین درختان سخت‌چوب شمالی و جنگل‌های بورئال بین ۹۱ تا ۱۱۹ متر به سمت شیب‌های بالاتر جابه‌جا شده است. محقّقان گرم‌تر شدن اقلیم را در این جابه‌جایی مرزها مؤثر می‌دانند. برخی دیگر از محقّقان دلایل دیگری همچون تغییرات منطقه‌ای در کاربری سرزمین، باران اسیدی و تهی شدن خاک از کلسیم را معرفی می‌کنند.

ترکیب جنگل: تغییرات پیش‌بینی‌شده

دانشمندان به‌منظور پیش‌بینی اثرات تغییر اقلیم روی ترکیب جنگل از رهیافت «Climate envelope» استفاده می‌کنند که یک پروسۀ سه مرحله‌ای‌ست. در مرحلۀ اوّل، فهرست داده‌های جنگل به‌منظور مشخص کردن شرایط زیستگاه گونه‌های موجود (گونه‌های درختی که در حال حاضر در جنگل رشد می‌کنند)، به‌کار برده می‌شوند. در مرحلۀ دوّم، مدل‌های اقلیمی به‌منظور پیش‌بینی شرایط زیستگاه در آینده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در مرحلۀ سوّم تغییرات در شرایط زیستگاه به‌منظور پیش‌بینی چگونگی پراکنش گونه‌های درختی که ممکن است در آینده دچار تغییر شود، بررسی می‌شود. نتیجۀ این رهیافت سه مرحله‌ای به‌کار رفته، معمولاً نقشۀ پتانسیل تغییرات در زیستگاه مناسب برای انواع گونه‌های مختلف درختی است. به این نکته توجه داشته باشید که رهیافت مذکور تنها تغییرات احتمالی در پراکنش درختان را پیش‌بینی می‌کند و سرعت وقوع این تغییرات را پیش‌بینی نمی‌کند.

مواردی همچون طول عمر درختان، سرعت پایین پراکندگی آن‌ها و احتمال این‌که ممکن است به صورت ژنتیکی با اقلیم تغییریافته سازگار شوند، سرعت مهاجرت درختان (اگر این مهاجرت اتفاق بیافتد) به مکانی دیگر، باید در مدل مدّنظر قرار بگیرد. مدل‌های موجود در حال حاضر برای پیش‌بینی واقعی و درست پراکنش گونه‌های درختی در آینده، باید جزئیات بیشتری را شامل بشوند.

زیستگاه مناسب

با استفاده از مجموعه‌ای شامل چهار مدل اقلیمی و دو سناریوی پراکنش به همراه یک مدل گیاهی که مجموعاً «مدل جنگل تصادفی» نامیده می‌شود، دانشمندان تغییرات را در زیستگاه مناسب برای ۸۴ گونۀ گیاهی معمول در منطقۀ شمال‌شرقی پیش‌بینی کردند. مدل از اطلاعات بیش از ۱۰۰هزار پلات در شمال شرقی جنگل‌های ایالات متّحده و ترکیب ۷ متغیّر اقلیمی، ۲۲ متغیّر خاک، ۵ متغیّر توپوگرافی و ۴ متغیّر کاربری سرزمین استفاده کرده است.

نتایج این مدل برای ۸۴ گونۀ درختی مورد بررسی، افزایش زیستگاه مناسب برای ۴۷ گونه، کاهش زیستگاه مناسب برای ۳۱ گونه و عدم تغییر در زیستگاه مناسب را در مقایسه با زمان حاضر برای ۶ گونۀ درختی پیش‌بینی می‌کند. نتایج نشان می‌دهند که بسیاری از گونه‌های ارزشمند اکولوژیکی و اقتصادی مانند افرا و صنوبر احتمالاً در حال از دست دادن زیستگاه مناسب‌شان هستند. درختان بلوط احتمالاً عملکرد بهتری خواهند داشت و زیستگاه برای برخی از گونه‌های بلوط سه برابر افزایش می‌یابد.

انواع جنگل‌ها

به منظور تولید نقشه‎‌های نوع زیستگاه جنگلی برای منطقۀ تحت سناریوهای مختلف پراکنش، نقشه‌های تغییرات پیش‌بینی شده برای چندین گونۀ مختلف، با هم ترکیب شدند و در ادامه این نتایج (نتایج حاصل از مرحلۀ قبل) با پراکنش موجود گونه‌ها، مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان می‌دهند که در آینده سناریوی پایین‌ترین میزان پراکنش، زیست‌گاه صنوبر را حفظ می‌کند و زیستگاه جنگل بلوط-گردو به صورت معناداری افزایش پیدا می‌کنند.

لازم به تأکید است که نقشه‌های مربوط به انواع جنگل‌ها در آینده تنها نشان‌دهندۀ مناسب بودن زیستگاه‌ها هستند و الزاماً محلّ رشد درختان در پاسخ به تغییرات اقلیمی را در طی ۱۰۰سال آینده نشان نمی‌دهند. تغییر اقلیم بر روی تکثیر، افزایش تعداد، مهاجرت و تاب‌آوری ژنتیکی درختان به صورت غیرقابل پیش‌بینی اثرگذار است.

دانشمندان انتظار دارند که تغییرات جنگل در مقایسه با تغییرات در زیستگاه تأخیر داشته و دیرتر اتفاق بیافتد و در نتیجه بین ترکیب جنگل پیش‌بینی شده و مورد انتظار با ترکیب جنگل واقعی، تفاوت وجود خواهد داشت. به‌عنوان مثال در حالی که انتظار می‌رود زیستگاه برای گونه‌های بلوط و گردو همراه با تغییرات اقلیمی به‌صورت چشم‌گیری افزایش یابند، بیشتر درختان گردو و بلوط در حال حاضر به دشواری تکثیر می‌شوند. در نتیجه پیش‌بینی می‌شود که قرن‌ها طول خواهد کشید تا درختان بلوط و گردو گسترۀ پراکنش خود را افزایش دهند.

بهره‌وری جنگل: تغییرات مشاهده شده

بهره‌وری، نرخ رشد خالص یک جنگل است. اهمیت این موضوع در تعیین نوع جنگلی است که قابلیت تولید محصولات چوبی و یا ذخیرۀ کربن را دارد. در علم بوم‌شناسی، بهره‌وری جنگل معمولاً تحت عنوان نرخ رشد خالص اوّلیه اندازه‌گیری می‌شود. مطالعات تاریخی و پالئولوژیکی، تأثیر قوی و قابل‌توجّه تغییر اقلیم بر تولید جنگل در نواحی شمال‌شرقی را اثبات می‌کنند. به‌عنوان مثال، اطلاعات و داده‌ها طی مدّت چهارصد سال برای درخت صنوبر سیاه در نزدیکی خط درخت در شرق کانادا نشان می‌دهد که درختان جدید نسبت به گونه‌های مشابهی که در شرایط سردتر در عصر یخبندان کوچک زندگی می‌کردند، بزرگ‌تر و پرتولیدتر هستند.

تحقیقات دربارۀ درختان جدید نشان می‌دهد که اقلیم بر روی زمان رشد گیاهان مؤثر است و در نتیجه پتانسیل اثرگذاری روی تولید جنگل‌ها را دارد. هم‌زمان با کوتاه‌تر شدن زمستان‌ها، سبز شدن برگ درختان سریع‌تر اتفاق می‌افتد. به‌عنوان مثال اطلاعات مربوط به جنگل‌های سخت‌چوب شمالی در جنگل‌های آزمایشی Hubbard Brook  واقع در منطقۀ نیوهمسفایر، نشان می‌دهند که سبز شدن و جوانه زدن برگ درختان به‌صورت چشم‌گیری سریع‌تر اتفاق افتاده و دورۀ سبز بودن تاج درختان در طول ۴۷سال ده روز افزایش داشته است. به‌لحاظ تئوریک دورۀ رشد طولانی‌تر باید منجر به افزایش بهره‌وری شود.

اگرچه سایر عوامل استرس‌زا ممکن است در خصوص این‌که کدام یک از جنگل‌ها از طولانی‌تر شدن دورۀ رشد بهره ببرند، به‌صورت محدودکننده عمل کنند. در طول صد سال گذشته برخی از گونه‌های شمالی (هم سخت‌چوبان و هم سوزنی‌برگان) دورۀ کاهش بهره‌وری داشته‌اند که در هر مورد اقلیم، نقش مهمی در این کاهش داشته است. پیش‌بینی می‌شود که تغییرات اقلیمی آتی ممکن است منجر به تشدید وضعیت موجود شوند.

بهره‌وری جنگل: تغییرات پیش‌بینی شده

مدل‌های پیش‌بینی اظهار می‌کنند که احتمالاً در آینده همراه با گرم‌تر شدن و افزایش درجۀ حرارت، افزایش غلظت گاز دی‌اکسیدکربن در اتمسفر، بهره‌وری از گونه‌های جنگل‌های سخت‌چوب افزایش پیدا می‌کند. اگرچه تحقّق‌پذیری نتایج حاصل از مدل‌ها و پایداری آن‌ها در سیمای سرزمین مشخص نیست. سایر عوامل استرس‌زا خصوصاً چرخۀ یخ‌زدگی در فصل زمستان (که دچار تغییر شده است)، افزایش خشک‌سالی، پتانسیل آتش‌سوزی، آلودگی هوا و میزان آسیب‌پذیری تشدیدشده نسبت به آفات و بیماری‌ها، می‌تواند منجر به کاهش بهره‌وری شود. در نظر گرفتن و دخالت دادن تمام این عوامل در مدل‌های جنگل، امری دشوار است. در خصوص جنگل‌های صنوبر، مدل‌ها در هردو سناریوی انتشار کم و زیاد، روند کاهشی را پیش‌بینی می‌کنند. تأثیر سایر عوامل استرس‌زا نیز احتمالاً این کاهش را تشدید می‌کنند.

دانشمندان به‌منظور پیش‌بینی تغییرات در بهره‌وری خالص اولیه در طی صدسال آینده از مدلی تحت عنوان PnET-CN  استفاده می‌کنند. نتایج بیان می‌کنند که بر اساس مدل تغییرات جهانی و سناریوهای انتشار گاز دی‌اکسیدکربن، بهره‌وری جنگل‌های سوزنی‌برگ تا سال ۲۱۰۰ بین ۱۵ تا ۲۵۰ درصد افزایش خواهد یافت. افزون بر این، نتایج بیان می‌کنند که افزایش رشد مرتبط با گاز دی‌اکسیدکربن احتمالاً برابر و یا بیشتر از تأثیر تغییر اقلیم است. نتایج برای جنگل‌های صنوبر متفاوت هستند. مدل مذکور کاهش در بهره‌وری برای جنگل‌های صنوبر، بدون در نظر گرفتن تأثیر گاز دی‌اکسید کربن را پیش‌بینی می‌کند.

عوامل متضاد

در حالی که فصل‌های رشد طولانی‌تر شده و تأثیر دی‌اکسیدکربن بر افزایش حاصلخیزی خاک باید منجر به افزایش بهره‌وری جنگل‌ها در صدسال آینده شود، عوامل اصلی دیگری هستند که می‌توانند در تضاد با این واکنش‌های مثبت عمل کنند:

1. رقابت: رقابت در بین گونه‌های درختی تحت عنوان تغییر زیستگاه مناسب احتمالاً به نفع افزایش گونه‌های جنوبی و جایگزین شدن برخی دیگر از گونه‌ها در منطقۀ مطالعاتی خواهد بود. بیشتر مدل‌های فعلی تولید را برای گونه‌های درختی «موجود» محاسبه می‎‌کنند و تأثیر رقابت بر نوع جنگل و ترکیب دگرگون‌شده را در نظر نمی‌گیرند.
2. گونه‌های مزاحم: تغییرات اقلیمی در شمال‌شرقی احتمالاً منجر به افزایش در معرض قرار گرفتن و حساسیت به گونه‌های تهاجمی، آفات و سایر پاتوژن‌ها می‌شود. گونه‌های مهاجم درصورت برخورد با درختان، با افزایش رقابت می‌توانند تأثیرات منفی روی تولیدات گیاهی داشته باشند. آفات و پاتوژن‌هایی مانند Hemlock adelgid یا Pine blister rust در حال حاضر تأثیر عمده‌ای بر بهره‌وری جنگل در ایالات متّحده و کانادا دارند و احتمالاً تغییر اقلیم این آثار سوء را شدّت می‌بخشد.
3. خشک‌سالی: افزایش تبخیر و تعرّق و کاهش رطوبت خاک احتمالاً خشکسالی دورۀ تابستان را تشدید می‌کند و به استرس گیاهی ناشی از خشکسالی کمک می‌کند و بهره‌وری و بقا را کاهش می‌دهد.
4. آلودگی هوا: آلاینده‌های هوا می‌توانند بهره‎‌وری را تغییر دهند و بر چگونگی پاسخ درختان به تغییرات اقلیمی مؤثر باشند. اُزون موجود در سطح زمین (ازون تروپوسفری)، اسیدها و ترکیبات نیتروژن‌دار از جمله مهم‌ترین آلاینده‌ها در منطقۀ شمال شرقی است.
5. اُزون: اُزون می‌تواند به بافت درختان صدمه بزند و فتوسنتز را کاهش دهد. میزان اُزون که در حال حاضر در منطقۀ شمال شرقی در سطح بالایی قرار دارد، ممکن است با تغییرات اقلیمی افزایش یابد. به‌طوری‌که با تولید ترکیبات آلی فرّار توسط درختان و سپس واکنش آن با دی‌اکسید نیتروژن، اُزون تولید می‌شود.
6. رسوب اسید: این فرآیند که در حال حاضر در طول منطقۀ شمال شرقی رخ می‌دهد در صورت پوشش ابر و بارندگی بیشتر در نتیجۀ تغییر اقلیم خصوصاً در جنگل‌های ارتفاعات ممکن است افزایش یابد. این فرآیند ممکن است دسترسی به مواد مغذّی را دشوار کند، تولید و مقاومت جنگل در شرایط دشوار را کاهش دهد، منجر به آسیب‌های فیزیکی به سطح برگ شود و حساسیت به کاهش را بالا ببرد.
7. ترسیب نیتروژن: نیتروژن یک مادۀ غذایی ضروری است که میزان زیاد آن می‌تواند منجر به تحریک اسید و تخریب جنگل شود. نیتروژن مادۀ ضروری غذایی است که میزان زیاد آن می‌تواند باعث آسیب رساندن به جنگل‌ها و حرکت اسیدها بشود. برخی از تحقیقات صورت‌گرفته اظهار می‌کنند که ترسیب نیتروژن می‌تواند به متعادل کردن محدودیت‌های این عنصر که در آینده ادامه خواهد یافت، کمک کند. سایر مطالعات اظهار می‌کنند که این محدودیت‌ها اهمیتی نخواهند داشت، زیرا که افزایش گاز دی‌اکسیدکربن احتمالاً منجر به افزایش جذب و بهره‌وری نیتروژن توسط گیاهان خواهد شد. (آثار بالقوۀ افزایش در ترسیب نیتروژن مشخص نیست).

پانوشت‌ها

1. United States Department of Agriculture (USDA)
2. Intergovernmental Panel on Climate Change
3. The NE Forest 2100 project
4. دورۀ کواترنری شامل دو دوره (Epoch) به نام های پلیستوسن و هولوسن است.
5. Green mountains

منابع

1. Changing climate, changing forests: the impacts of climate change on forests of the northeastern united state and eastern Canada.

 

منتشرشده در فصلنامۀ صنوبر، سال اول، جلد سوّم، ص ۶۰ تا ۶۹