Wetenschap
Krediet:CC0 Publiek Domein
De suikerpijnboom, met zijn voetlange kegels en gevederde takken die zich hoog boven het bos uitstrekken, was vroeger een van de meest voorkomende bomen die de wacht hielden over het heldere water van Lake Tahoe. Maar droogte, schorskevers en klimaatverandering hebben deze geliefde conifeer verwoest, wiens bevolking al was afgenomen door houtkap, ontwikkeling en andere menselijke activiteiten.
Van 2012 tot 2016, droogte en schorskevers doodden meer dan 129 miljoen bomen in Californië, de meeste daarvan zijn coniferen in de Sierra Nevada. Op de droger, hellingen op het zuiden aan de noordkant van dit bassin, suikerdennen werden bijzonder hard getroffen toen bergdennenkevers de door water uitgehongerde bomen aanvielen, tunnelden door hun bast totdat velen van hen stierven.
"Je had letterlijk naast elkaar suikerdennen, een levend, een dode, " zei de Universiteit van Californië, Davis bosbioloog Patricia Maloney.
Maar het zijn niet de dode bomen die Maloney interesseerden. Het waren de overlevenden.
Ze wilde weten hoe ze erin slaagden om gezond en groen te blijven ondanks dezelfde uitgedroogde omstandigheden die hun buren doodden. Ze denkt dat het te maken heeft met aangeboren eigenschappen die hen een selectief voordeel gaven ten opzichte van hun leeftijdsgenoten.
Maloney leidt nu een poging om duizenden zaailingen te planten die afstammen van de droogte-overlevende suikerdennen rond Lake Tahoe, in de hoop dat ze genen bij zich dragen die hen weerbaarder maken tegen droogte, afnemende sneeuwlaag en andere gevolgen van de opwarming van de aarde.
Het maakt deel uit van een groeiende erkenning door wetenschappers en landbeheerders dat de planeet zo snel opwarmt dat ze niet langer alleen ecosystemen in hun vorige staat kunnen herstellen, maar moeten ingrijpen en versnellen hoe planten en dieren zich aanpassen.
Maloney noemt haar druk om Tahoe's bossen te herplanten met het nageslacht van lokale overlevenden van de droogte 'geassisteerde regeneratie'. Het is een woordspeling op de term "geassisteerde migratie, " het idee dat we soorten moeten verplaatsen die zich niet snel genoeg kunnen aanpassen aan de klimaatverandering, zoals het verplaatsen van dieren naar hoger gelegen grond of koudere wateren. Het is een benadering waar Maloney tegen is, omdat het vol risico's en onbekende gevolgen zit.
In plaats daarvan, ze ziet hoop in de genetische variatie in lokale populaties waardoor sommige bomen kunnen overleven, terwijl andere bezwijken voor droogte en andere bedreigingen voor het milieu.
"Ik denk dat we getuige zijn van hedendaagse natuurlijke selectie. Soorten evolueren al miljoenen jaren, we hebben zojuist het tempo opgevoerd met klimaatverandering en droogte, Maloney legde uit. "Laat de natuur en evolutie op de een of andere manier hun gang gaan, maar we kunnen helpen bij de regeneratie ervan. Er is belofte in deze overlevenden. Dus laten we werken met wat we hebben."
Andere wetenschappers werken ook aan het helpen van soorten die worden bedreigd door het snel opwarmende klimaat.
Om te proberen stervende riffen te helpen, wetenschappers van Stanford University zoeken naar eilanden in de zuidelijke en westelijke Stille Oceaan naar 'superkoralen' die bestand zijn tegen opwarmende oceanen en bleken. Voor de kust van Zuid-Californië, onderzoekers zwoegen om de bedreigde witte abalone te redden die op de rand van uitsterven is gebracht door overbevissing, roofdieren en warmere wateren. En in Canada, bosbouwwetenschappers gebruiken het DNA van dennenbomen om beslissingen te nemen over waar boompopulaties moeten worden geplant die beter geschikt zijn voor het nieuwe klimaat.
"Natuurlijke selectie is een krachtige kracht en we proberen allemaal om aanpassing te versnellen door middel van natuurlijke selectie, " zei Sally Aitken, een professor in bosgenetica aan de Universiteit van British Columbia. "De grondstof van natuurlijke selectie is genetische diversiteit. Vergroot de diversiteit en je vergroot de overlevingskansen. Het is een manier om je weddenschappen af te dekken."
Aitken noemt dit "geassisteerde gene flow, " het idee om de populatie bomen die al zijn aangepast aan het veranderende klimaat te vergroten, en zegt dat het in grote lijnen overeenkomt met de aanpak van Maloney.
"De uitdagingen zijn ook vrij gelijkaardig, " zei Aitken. "We zien dat onze klimaten aan de westkust en aan de westkust opwarmen. We hebben uitzonderlijke droogtes gehad, we hebben uitzonderlijke insectenuitbraken gehad en, in sommige gevallen, ziekten geïntroduceerd die verwoestende soorten zijn. En daar heeft Sugar Pine allemaal last van."
Jan Battles, een professor in bosecologie aan UC Berkeley die niet betrokken is bij Maloney's herbebossingsproject, zei dat haar aanpak "heel goed gefundeerd is, het is onmiddellijk en ik zie geen nadeel."
Maar het zou moeilijk zijn om uit te breiden naar grotere landschappen en minder bezochte bossen, hij zei, die niet hetzelfde cachet hebben als Tahoe.
Maloney, een inwoner van New Jersey, waagde zich naar Californië voor graduate school en verhuisde naar Lake Tahoe na een ontmoeting met haar man, een professionele snowboarder. Nu in de vijftig, ze heeft twee decennia in dit bassin gewoond en gewerkt, proberen te begrijpen hoe de bossen veranderen met de omgeving.
Ze begon het herbeplantingsproject te plannen terwijl Californië nog steeds in een uitzonderlijk droge periode verkeerde.
Nadat de droogte voorbij was, in 2017, zij en haar team selecteerden 100 van deze overgebleven suikerdennen om moeders te worden van een nieuwe generatie. Zij studeerden, ze maakten een kern en onderzochten de ringen van een deel van die bomen en kwamen erachter dat ze allemaal minstens één ding gemeen hadden:ze gebruikten water efficiënter dan hun overleden buren.
Dat vermogen kan worden doorgegeven aan de volgende generatie, zei Maloney. Maar ze hebben waarschijnlijk andere voordelige eigenschappen die ze wil bestuderen, zoals wanneer ze hun lentegroei timen, hoe massief hun wortels zijn en welke chemicaliën ze uit hun hars uitzenden die kevers kunnen aantrekken of afstoten.
Maloney's echtgenoot, Tom Burt, die ook als veldassistent in haar lab werkt, een reus gebruikt, op een paal gemonteerde katapult om de zware, dennenappels ter grootte van een voetbal van hoog in hun takken, verzamelen ze in jute zakken.
Zaadjes nemen van die kegels, Maloney's team heeft 10 opgehaald, 000 van hun nakomelingen, eerst bij een kwekerij van de U.S. Forest Service in Placerville, en later bij een UC Davis-veldstation in Tahoe City. ongeveer 4, 000 van de zaailingen worden geplant vanaf dit najaar, op tijd voor het komende regen- en sneeuwseizoen, terwijl anderen wachten tot vroeg in het voorjaar. Nog 1, 500 worden bewaard voor studie, en de rest werd gegeven aan huiseigenaren langs de noordkust van Tahoe om te planten.
Tegen de tijd dat het planten begin november begon, de suikerdennenzaailingen waren ongeveer anderhalf jaar oud en minder dan een voet lang. Hun naalden waren heldergroen, zijn gedoseerd met meststoffen in afwachting van de schok van het worden getransplanteerd in de korrelige berggrond.
Op een recente ochtend in de buurt van Kings Beach, Wetenschappers van UC Davis werkten samen met twee bemanningen van het California Conservation Corps om honderden zaailingen te planten, ze van de laadbak van een vrachtwagen scheppend in plantzakken die over hun schouders waren gehangen.
In groepen trokken ze naar individuele plantplekken, elk geselecteerd als een wenselijk microklimaat, zoals beschermende schaduw van omringende bomen of een rots, helling of depressie die afvoer verzamelt in de buurt van de wortels van de jonge bomen. Elke locatie werd gevolgd met behulp van GPS en een tablet.
Kleine teams van in helmen geklede korpsleden bewogen methodisch van plek naar met vlag gemarkeerde plek, met behulp van voorhamers, rotsstaven en schoffels om gaten in de taaie grond te wrikken en aan te stampen. Ze tikten de ijslolly-achtige zaailingen uit de kegelachtige potten die hun wortels vasthielden en drukten ze erin.
Op elke locatie, ze plantten drie zaailingen van dezelfde moeder, ze rangschikken in driehoekconfiguratie ongeveer een voet of twee uit elkaar, vervolgens spoot ze ze met een uitbarsting van water uit een op de rugzak gemonteerde pomp.
Suiker dennen, genoemd naar hun zoete, stroperige hars, zijn enkele van de grootste bomen ter wereld en kunnen honderden jaren leven en meer dan 200 voet lang worden. Ze bloeiden meer dan 150 jaar geleden toen John Muir ze de "koning van de coniferen, " vormt ongeveer 25% van het bos rond Lake Tahoe. Vandaag de dag, ze zijn gedaald tot 5% of minder, zei Maloney.
De ontdekking van de Comstock Lode in 1859 in Virginia City, Nev., leidde tot een zilverkoorts en een houtkap, met bomen gekapt en overgezet per vlot, watergoot en spoor om hout aan de mijnen te leveren. Houthakkers hebben zoveel suikerdennen gekapt, Maloney's onderzoek heeft gevonden, dat hun genetische diversiteit op sommige plaatsen tot op de dag van vandaag te lijden heeft.
Velen zijn ook gedood door roest van witte dennen, een schimmel die een eeuw geleden uit Europa is geïntroduceerd.
Maar de laatste jaren is het is de aanblik van door kever gedode bomen die zijn achtergelaten door de droogte die nieuwe alarmen heeft doen rijzen over de gezondheid van het bos, zei Amy Berry, chief executive van de non-profit Tahoe Fund, die $ 36 opbracht, 000 voor het project.
"De gemeenschap heeft affiniteit met suikerdennen, en een nieuwsgierigheid naar waarom deze jongens het zo goed doen en de anderen niet, "zei ze. Combineer dat met de geschiedenis van de houtkap, en het was niet moeilijk om mensen ervan te overtuigen dat er een nieuwe aanpak nodig was.
"Met klimaatverandering, je kunt niet meer terug naar hoe het was, want zo gaat het niet worden, " ze zei.
De implicaties van dit werk reiken tot ver buiten het bos. Veel van het water dat de steden van Californië levert, boerderijen en rivieren is afkomstig van smeltende sneeuw uit de Sierra Nevada, die wordt geraakt door meer zonlicht als dode bomen het bladerdak openen. Experts zeggen dat dit een nog eerdere afvoer zou kunnen veroorzaken, versnellen van wat er al gebeurt door klimaatverandering. Naarmate ze vergaan, de gedode bomen zullen ook bijdragen aan de opwarming van de aarde door koolstof uit te stoten die ze ooit hebben opgenomen.
De Sierra Nevada en andere westelijke bergketens voelen al de effecten van de warmte-vangende gassen die mensen in de atmosfeer spuwen. De regio heeft te maken met hogere temperaturen, meer neerslag valt als regen in plaats van sneeuw en eerder afvloeiend voorjaar, trends waarvan klimaatwetenschappers verwachten dat ze de komende decennia alleen maar zullen versnellen.
Als de uitstoot van broeikasgassen onverminderd blijft stijgen, de temperaturen in de Sierra Nevada zullen naar verwachting tegen het einde van de eeuw met gemiddeld 6 tot 10 graden Fahrenheit stijgen, volgens een vorig jaar gepubliceerde klimaatanalyse van de staat. De opwarming kan tot de helft worden beperkt als de wereldwijde uitstoot tegen het midden van de eeuw afvlakt.
Bij Lake Tahoe, korpsleden verhuisden van de ene plantplaats naar de andere op een ongewoon warme novemberdag, terwijl Maloney achter hen aan cirkelde in een donsjack en een canvas veldvest. Ze klopte de grond rond de babyboompjes en verspreidde duff en strooisel, oud rottend en schors en dennennaalden van de bosbodem, om de grond eronder te beschermen tegen uitdroging.
Naast hun voordelen, ongeveer een kwart van de bomen die Maloney plant, heeft een gen dat resistent is tegen roest van witte dennen, een veel hoger percentage dan van nature voorkomt.
"Nu staan ze er alleen voor. Op naar de universiteit, ' zei Maloney. 'We zwaaien vaarwel.'
Boomaanplantingen hebben doorgaans geen hoge slagingspercentages. Aan de oostkant van Lake Tahoe, waar de grond droog en zanderig is, slechts ongeveer 16% van de getransplanteerde bomen overleeft. Maar Maloney hoopt dat de voorouders van deze dennen hen sterker zullen maken dan de meeste.
"Vijftig procent overleving zou geweldig zijn, "zei ze. "Dertig procent, Ik zal nemen. Daarom planten we er drie, in de hoop dat er misschien één overleeft."
©2019 Los Angeles Times
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com