کاهش ذخیره کربن جنگل‌ها در اثر گرمایش اقلیم

پژوهشگرانی تحت هدایت دانشگاه کمبریج دریافته‌اند که وقتی دمای هوا افزایش پیدا می‌کند، رشد درختان سریع‌تر می‌شود ولی از طول عمر آن‌ها نیز کاسته می‌شود. وقتی این درختان دارای رشد سریع می‌میرند، کربن ذخیره شده در آن‌ها به چرخه‌ی کربن بازمی‌گردد. نتایج این مطالعه که در مجله‌ی Nature Communications منتشر شده، دارای تلویحاتی برای دینامیک چرخه کربن جهانی است. همان‌طور که اقلیم زمین گرم می‌شود، رشد درختان نیز سریع‌تر می‌شود؛ اما مدت زمانی‌که درختان کربن را ذخیره می‌کنند یعنی همان «مدت زمان اقامت کربن» نیز کاهش خواهد یافت.

در جریان فتوسنتز، درختان و گیاهان دیگر کربن‌دی‌اکسید را از اتمسفر جذب کرده و از آن برای ساخت سلول‌های جدید استفاده می‌کنند. درختان دارای عمر طولانی نظیر کاج‌ها در ارتفاعات بالا و دیگر کونیفرهای موجود در جنگل‌های واقع در عرض‌های جغرافیایی شمالی می‌توانند برای چندین قرن، کربن را در خود ذخیره کنند. اولف بانجن از گروه جغرافیای دانشگاه کمبریج می‌گوید:

همان‌طور که سیاره گرم می‌شود، سرعت رشد گیاهان نیز بیشتر می‌شود. شاید ما تصور کنیم درختان بیشتر به مفهوم حذف مقادیر بیشتری از کربن موجود در اتمسفر است اما این تنها نیمی از داستان است. نیم دیگر چیزی است که مورد توجه قرار نگرفته است: گیاهانی که به‌سرعت رشد می‌کنند، کربن را برای مدت کوتاه‌تری در خود ذخیره می‌کنند.

بانجن از اطلاعات مربوط‌‌ به حلقه‌های درختان استفاده می‌کند تا شرایط اقلیمی گذشته را مورد مطالعه قرار دهد. این حلقه‌ها مانند اثر انگشت هستند: عرض، تراکم و آناتومی هرکدام از حلقه‌های سالیانه، حاوی اطلاعاتی درمورد وضعیت اقلیمی آن سال خاص است. پژوهشگران با جمع‌آوری نمونه‌های درختان زنده و مرده قادر هستند نحوه‌ی‌ رفتار سیستم اقلیمی جهان در گذشته را بازسازی کنند و بفهمند چگونه اکوسیستم‌ها دربرابر تغییرات دمایی واکنش نشان می‌دهند. پژوهشگران مطالعه‌ی حاضر با همکاری پژوهشگرانی از آلمان، سوئیس و روسیه از حدود ۱۱۰۰ کاج کوهستان زنده و مرده از رشته کوه پیرنه اسپانیا و ۶۶۰ سیاه‌کاج‌های سیبری در آلتای روسیه نمونه‌برداری کردند: این جنگل‌ها هزاران سال است که دست‌نخورده باقی مانده‌اند. پژوهشگران با استفاده از این نمونه‌ها توانستند طول عمر کلی و سرعت رشد درختان را در دوران صنعتی‌شدن و دوران پیشاصنعتی تخمین بزنند.

نتایج این مطالعه نشان می‌داد که شرایط سرد و دشوار محیطی موجب کاهش رشد درختان شده ولی آن‌ها را قوی‌تر کرده‌ است؛ به‌طوری که توانسته‌اند برای مدت زمان بیشتری زنده بمانند. برعکس، درختانی که طی ۲۵ سال نخست زندگی خود رشد سریعی را تجربه کرده بودند، نسبت‌به درختان مشابهی که رشد آهسته‌تری داشتند، زودتر می‌مردند. این رابطه‌ی منفی در نمونه‌های درختان زنده و مرده در هر دو منطقه ازلحاظ آماری معنی‌دار بود. ایده‌ی «مدت زمان اقامت کربن» نخستین بار از سوی کریستن کورنر استاد دانشگاه بازل سوئیس مطرح شد؛ ولی نخستین بار است که به‌وسیله‌ی داده‌ها تأیید می‌شود.

رابطه‌ی بین سرعت رشد و طول عمر درختان شبیه رابطه‌ی بین ضربان قلب و طول عمر است که درمیان جانوران دیده می‌شود: جانورانی که ضربان قلب تندتری دارند، رشد سریع‌تری داشته ولی به‌طور میانگین از طول عمر کمتری نیز برخوردار هستند. بانجن می‌گوید:

ما می‌خواستیم فرضیه‌ی «رشد سریع-مرگ سریع» را امتحان کنیم و متوجه شدیم که به نظر می‌رسد چنین رابطه‌ای در درختانی که در اقلیم‌های سرد می‌رویند، درست باشد. ما در حال به‌چالش‌کشیدن فرضیات قدیمی در این زمینه هستیم و این امر دارای نتایجی در ارتباط با دینامیک چرخه‌ی کربن در مقیاس وسیع است.