Большие деревья играют огромную роль в старовозрастных лесах — от обеспечения огнестойкости до производства сильного генетического потомства, большие деревья дают лесам множество экологических преимуществ. Новое исследование дает менеджерам еще одну причину почитать гигантов — большие деревья защищают тающие снежные покровы в условиях нехватки воды.
Исследование Микаэлы Тейч, Кендалла Беккера и Джима Лутца из Департамента ресурсов дикой природы Университета штата Юта и их коллеги Марка Рэли из Университета штата Орегон детализирует экологическую загадку того, как большие деревья взаимодействуют со снегом в лесу.
Хороший запас воды позволяет деревьям переносить жаркие летние температуры, переживать лесные пожары и отбиваться от нашествий короедов. Но в жаркое лето на Западе осадки, как правило, скудны. Хороший, толстый снежный покров - это вода в запасе, если речь идет о лесах; чем дольше зимний снежный покров сохраняется в весенние и летние месяцы, тем дольше вода попадает в почву и становится доступной для измученных жаждой деревьев. Этот тающий снег также является частью стока, который наполняет западные водохранилища и приносит пользу общинам. Цель исследования состояла в том, чтобы найти для менеджеров способы помочь этому жизненно важному источнику воды оставаться дольше в весенние и летние месяцы.
По иронии судьбы, препятствием для создания снежного покрова в лесу являются сами деревья. Ветки деревьев собирают снег до того, как он упадет на землю, и возвращают его в атмосферу путем испарения или сублимации. Земля прямо под большими деревьями, отрезанная от неба ветвями, имеет тенденцию образовывать лишь неглубокий снежный покров, в то время как лесные подстилки дальше имеют более глубокие скопления. Добавьте к этому уравнению длинноволновое излучение — любое дерево с достаточно прочным стволом излучает невидимую энергию, которую люди не могут увидеть (как свет) или почувствовать (как тепло). Но постоянная трудноуловимая бомбардировка соседнего снежного покрова добавляет достаточно энергии, чтобы отодвинуть снег от порога замерзания и ограничить то, как долго он может продержаться в теплое время года.
Но большие деревья — это не всегда плохие новости для снежных покровов. Те же самые широкие ветки, которые не дают снегу падать на землю прямо под деревом, также обеспечивают прохладную тень, которая блокирует прямые солнечные лучи от тающего снега в довольно большом радиусе вокруг дерева. И экономия значительна; это может перевесить как ущерб от сомкнутости навеса в виде веток, так и от длинноволновой энергии.
Новое исследование дает менеджерам еще одну причину уважать большие деревья в старовозрастных лесах — они защищают тающие снежные покровы в условиях нехватки воды. Фото: Lael Gilbert, Utah State University.
Имея в виду баланс между этими факторами, исследователи выполнили расчеты, чтобы определить, как выглядит лес, который максимизирует преимущества тени и минимизирует негативные факторы навеса и длинноволновой энергии. То, что они нашли, было пончиком …. по крайней мере, зона в форме пончика, окружающая большие деревья, это то где снежный покров может лучше всего сохраниться, вдали от длинноволновой энергии, производимой стволом, и все еще находится в пределах досягаемости охлаждающей тени. В лучших лесах для длительного снежного покрова деревья были расположены таким образом, чтобы эти зоны в форме пончика упирались друг в друга, но не перекрывались.
«Снег является ключевым ресурсом для снабжения пресной водой и функционирования экосистемы. Наше исследование подчеркивает, что сохранение больших деревьев — тех самых деревьев, которые часто выживают после лесных пожаров — в лесных экосистемах, где пожары являются частью экологического цикла, может способствовать и тому, и другому». — сказала Тейч.
Но разнесенные деревья должны быть здоровыми и большими, чтобы уравнение работало, говорят исследователи. Здоровыми, потому что густые кроны деревьев отбрасывают больше всего тени. И большими, потому что эти деревья высокие и отбрасывают тень дальше, а также с большей вероятностью противостоят лесным пожарам, происходящим на Западе.
«Эта работа, проведенная на большом исследовательском объекте, связанном со Смитсоновским институтом, излагает фундаментальные проблемы, связанные с удержанием снега на земле», — говорит Лутц. «Сейчас нам нужно больше исследований конкретных видов деревьев, размеров и плотности, которые оптимизируют удержание снега в различных типах лесов американского Запада».
Исследование опубликовано в журнале Ecohydrology.
Источник: Phys.org
