Met alle discussie over de effecten van wereldwijde klimaatverandering, nieuw onderzoek toont aan dat een ander soort klimaat een belangrijke factor is in het regionale herstel van de pinyon-dennenboom na droogte-gebeurtenissen - het microklimaat.

Microklimaten zijn gelokaliseerde klimaten die binnen een groter klimaat worden gevonden, zoals die van een koele canyon in het zuidwesten van de woestijn. Deze microklimaten ontstaan ​​door lokale verschillen in het landschap en bestaande vegetatie die de temperatuur regelen, windpatronen, vochtigheid, en beschikbaar water. De fysieke subtiliteiten creëren kleinere omgevingen op grondniveau, microsites genaamd, die vaak nodig zijn om individuele levensvormen zoals een pinyon-dennenboom te ondersteunen.

Pinyon-dennenbomen zijn een integraal onderdeel van processen die water- en energieschommelingen in het zuidwesten beheersen. De bomen slaan ook grote hoeveelheden koolstof op voor de regio. Pinyonpijnboom heeft lang voor voedsel gezorgd — pijnboompitten, gebruikt om pesto te maken - onderdak en andere producten voor mensen en dieren.

"Recente droogtes hebben geleid tot wijdverbreide sterfte van pinyon-dennen in een groot deel van de zuidwestelijke VS, " zei Miranda Redmond, CSU-assistent-professor en hoofdauteur van de studie. "Ons team was erg geïnteresseerd in het al dan niet terugkeren van deze bossen en hoe lokale omgevingsfactoren hun herstel beïnvloeden."

Redmond werkte aan dit onderzoek samen met professor Peter Weisberg van de Universiteit van Nevada Reno, Onderzoeksprofessor Neil Cobb van de Northern Arizona University, en assistent-onderzoeksprofessor Michael Clifford van het Desert Research Institute.

In de studie, ze onderzochten hoe de volgende generatie pinyon-dennenbomen zich herstelden nadat een ernstige droogte in 2002-2004 wijdverbreide sterfte bij volwassen bomen veroorzaakte. Het team stelde vast dat de veerkracht van pinyon-dennen in het landschap varieerde, omdat microklimaten aan specifieke voorwaarden moeten voldoen om de regeneratie van jonge zaailingen en het overleven van jonge bomen te bevorderen.

De bevindingen zijn gepubliceerd in de Tijdschrift voor Ecologie 7 november

Microklimaatcriteria

De onderzoekslocaties waren verspreid over 5, 000 vierkante mijlen pinyon-jeneverbessenbossen in Colorado, New Mexico en Arizona, om het brede scala aan hoogteverschillen en bodemgradiënten vast te leggen waarin deze bomen wortel schieten. Monsters over een groot gebied waren nodig om de microklimaatzones te bepalen die het meest geschikt waren voor herstel in deze bossen die meer dan 50 beslaan, 000 vierkante mijl van het Four Corners-gebied alleen.

"Het goede nieuws is dat hoewel er enkele gebieden waren met minimale regeneratie, er waren ook gebieden met veel regeneratie van pinyon-dennen, " zei Redmond. "Deze gebieden waren over het algemeen koeler en natter, met hogere boombedekking."

Onderzoekers identificeerden vier factoren die het potentieel bepalen voor populaties van pinyon-dennen om te herstellen na een periode van langdurige droogte:

• Koelere en nattere plaatselijke klimaten met een grotere bodemwatercapaciteit
• Overkapping van bomen voor schaduwrijke microsite-omstandigheden
• Overvloedige oudere jonge bomen die de droogte hadden overleefd
• Volwassen pinyonbomen met een hoge zaadproductie die ook de droogte hebben overleefd.

Deze gelijktijdige eisen lijken onmogelijk te voldoen na een hoge boomsterfte, maar Redmond zei dat het feit dat gebieden nog steeds aan deze criteria voldoen, betekent dat veel jonge bomen een vechtkans hebben om bossen te herstellen en te ontsnappen aan het meer sombere lot van hun voorouders.

Microsite-competitie

Pinyon-dennenbomen zijn afhankelijk van microklimaten om microsites op grondniveau te ontwikkelen van waaruit ze groeien. De gemeenschappelijke noemer die de aan- of afwezigheid van veerkracht op het individuele boomniveau lijkt te sturen, was schaduw.

Gearceerde microsite-gebieden die onder volwassen pinyon-dennenluifels (of overstory) worden gevonden, hebben een lagere bodemtemperatuur en behouden een hoger bodemvochtgehalte, die beide van fundamenteel belang zijn voor de regeneratie van nieuwe bomen. De hoeveelheid schaduw was sterk verminderd in gebieden waar de meeste pijnboomdennen zijn gevallen. Het team van Redmond vergeleek pinyon-zaailingen en jonge bomen uit verschillende gebieden om te zien hoe meer zonlicht hun microsites beïnvloedde en vond een interessant resultaat.

Schaduw bleek nog een indirecte functie te vervullen. Deze iets donkerdere en koelere gebieden weerhielden zonneminnende grassen ervan hun bereik uit te breiden naar geschikte pinyon-regeneratiesites. Hoewel pinyon-dennen over het algemeen goed zijn aangepast aan de droge hitte van het zuidwesten, grassen zijn nog beter, waardoor ze een potentiële bedreiging vormen voor het Pinyon Pine-koninkrijk.

"Grassen lijken te concurreren met pinyonjuvenielen, wat suggereert dat overstorting van boomsterfte een negatief effect kan hebben op de rekrutering van pinyon als deze microsites een enorme infiltratie van gras ervaren, "zei Redmond.

Een andere rivaal zou de co-dominante boom in pinyon-jeneverbes-ecosystemen kunnen zijn. In het algemeen, jeneverbesbomen zijn beter bestand tegen droogte dan pinyonden, en onderzoek heeft de regeneratie van jeneverbes in grasrijke gebieden gedocumenteerd. Een gebrek aan deze aanpassing kan uiteindelijk een nadeel worden voor pinyon-dennen, maar voor nu bieden bestaande microsites zowel de offensieve als de defensieve tactieken die nodig zijn om hun terrein te verdedigen tegen oprukkend gras.

Een onzekere toekomst

De recente droogte trof niet alle pinyon-dennen in het zuidwesten in gelijke mate. Deze variabiliteit van site tot site en van staat tot staat inspireerde het onderzoeksteam om dit onderzoek op een veel grotere schaal uit te voeren. De veerkrachtindicatoren die ze identificeerden, beperken de regio tot kleinere locaties die momenteel nog steeds duurzaam zijn.

Hun bevindingen bieden een onderliggende verklaring voor wetenschappelijke beweringen dat deze recente droogte slechts een voorproefje was van wat het opwarmende klimaat kan doen met de pinyon-jeneverbes-ecosystemen. Het is moeilijk te voorspellen of en hoe snel deze veerkrachtgebieden zouden kunnen krimpen naarmate de eeuw vordert. Redmond zei dat de huidige opwarmingstrends het aantal gebieden met microklimaten die gunstig zijn voor toekomstig herstel van de dennenbomen kunnen verminderen, niet of maar wanneer de volgende droogte plaatsvindt.

"Vanwege recente klimaatveranderingen en verwachte klimaatveranderingen, deze ecosystemen in het zuidwesten zullen waarschijnlijk ernstige vegetatieverschuivingen ondergaan, " ze zei

Als dat het geval is, kan de mogelijkheid van droogtebestendigheid in het zuidwesten verdwijnen.