Neden Düşen Kar Örtüsü Gelecek Büyük Çevre Hasarını Gösterebilir?

İklim değişikliği genellikle sıcaklık, kuraklık ve kasırga görüntülerine yol açar. Ancak 23 Kasım 2018'de yayınlanan en son ABD Ulusal İklim Değerlendirmesi’ne göre, kışlar son yıllarda Kuzeydoğu’daki yazlardan üç kat daha hızlı ısındı. Bu değişiklikler aynı zamanda önemli etkiler de yaratıyor.

Tarihsel olarak, kuzey yarımkürenin yüzde 50'sinden fazlası kışın kar örtüsüne sahipti. Artık sıcak havalar kışın kar örtüsünün derinliğini ve süresini azaltır. Birçok insan, kışın soğuk iklimlerde organizmalar için uykuda bir zaman olduğunu varsaymaktadır, ancak onlarca yıldan beri yapılan araştırmalar kış iklim koşullarının - özellikle kar örtüsü - orman ekosistemlerinin ve içinde yaşayan organizmaların sağlığının önemli düzenleyicileri olduğunu göstermektedir.

Özellikle, son on yılda yaptığımız çalışmalar, azalan kar örtüsünün ağaç sağlığını bozabileceğini ve ormanların havayı ve suyu filtreleme yeteneğini azaltabileceğini gösteriyor. Son çalışmamız kış aylarında ısınmaya devam etmenin kuzeydoğu Amerika'daki kar örtüsünü büyük ölçüde azaltacağını ve bunun sonucunda ağaç büyümesinde ve orman karbon depolanmasında büyük düşüşlere neden olduğunu buluyor.

Bir Battaniye Olarak Kar

Şeker akçaağaç, sarı huş ağacı ve Amerikan kayın ağaçlarının egemen olduğu kuzey sert ağaçlı ormanları inceliyoruz ve Minnesota ve güney-orta Kanada doğusundan Kanada Deniz İlleri ve kuzeydoğu Amerika Birleşik Devletleri'ne kadar 85.000 mil karelik bir alanı kaplıyoruz. Bu ormanlar canlı sonbahar renkleri ile ünlüdür. Turistler, yürüyüşçüler, avcılar ve kampçıları çizerek gelir elde ediyorlar ve kereste ve akçaağaç şurubu endüstrilerini destekliyorlar. Ayrıca karbon depolamak, su ve hava kalitesini korumak gibi önemli ekolojik hizmetler de sağlarlar.

Kış bu bölgeye yayıldığında, sıcaklıklar genellikle donma noktasının altına düştüğünde, her türün başa çıkabilmesi için izolasyon gerekir. Ağaç kökleri ve böcekler gibi toprak organizmaları, gerçek bir kar örtüsü olan soğuktan korunmak için derin kar paketine dayanır. Sıfırın altındaki sıcaklıklarda bile, kar yeterince derinse, topraklar donmadan kalabilir.

New Hampshire'daki Hubbard Brook Deney Ormanı'ndan - her yerde en uzun süren çalışmalardan biri olan - 60 yıllık araştırmalar, kış snowpack'inin azaldığını gösteriyor. Diğer araştırmacılar tarafından yapılan araştırmalar, eğer bu eğilim devam ederse, orman sağlığına zararlı etkileri olan toprak donma-çözülme döngüleri olasılığını artıracağını gösteriyor.

Neden Kuzey Ormanlarının Karlara İhtiyacı Var?

10 yıldan fazla bir süredir, öngörülen iklim değişikliğinin kuzey sert ağaç ormanları üzerindeki etkilerini incelemek için Hubbard Brook'taki kış snowpack'ini değiştirdik. Kış mevsiminde, deneysel alanlarımızdan karı almak için her kar yağışı sonrasında açık havada yola çıkıyoruz. Sonra bu yalıtım katmanını kaybetmenin ağaçları ve toprağı nasıl etkilediğini analiz ediyoruz.

Karları temizlediğimiz arazilerde don, toprağa bir ayağa veya daha fazla nüfuz ederken, nadiren değiştirilmemiş snowpack ile yakınlardaki referans parsellerde iki inçten daha derinlere indiğini tespit ettik. Ve donma-çözülme döngüleri şehir sokaklarında çukurlar yarattığı gibi, toprak donması aşındırır ve ağaç köklerini öldürür ve hayatta kalanlara zarar verir.

Bu kök hasarı, ekolojik tepkilerin bir kademesini tetikler. Ölü kökler topraktan ayrışır ve karbondioksit kayıplarını uyarır. Ağaçlar topraktan daha az besin alır, yapraklarında toksik element alüminyum biriktirir ve daha az dal büyümesi oluşturur. Kilit bir besin maddesi olan azot, toprakları yıkayabilir. Toprak böcek toplulukları daha az bol ve çeşitli hale gelir.

Azalan Snowpack Ağaç Büyümesini Etkiliyor

En son yazımızda, iklim ve hidrolojik modellerimiz, Amerika Birleşik Devletleri'nin kuzeydoğusundaki Amerika kıtasındaki kış mevsiminde kayganlaştırıcı alan örtülerini alan orman alanlarının 2100 yılına kadar yüzde 95 oranında azalabileceğini göstermektedir. Bugün, kuzey New York ve New York'taki 33.000 mil kare orman İngiltere genellikle kışın birkaç ay boyunca kar çantasına sahiptir. 2100 yılına gelindiğinde, bu bölge, Vermont'un beşte biri kadar olan 2.000 mil kareden daha küçük bir yamaya büzülebilir.

Bu düşüş şüphesiz kayak ve snowmobil endüstrilerine zarar verecek ve Kuzeydoğu yollarını daha fazla donma-çözülme döngüsüne maruz bırakacaktır. Aynı zamanda ağaç büyümesini de önemli ölçüde etkiler.

Kar paketi ve ağaç büyümesi arasındaki ilişkiyi değerlendirmek için, saman büyüklüğündeki ahşap göbekleri çoklu şeker akçaağaç gövdelerinden çıkarmak için bir artış delicisi adı verilen özel bir oyuk matkap ucu kullandık. Bu ağaçların her biri doğal kış snowpack'i veya içinde kış snowpack'lerini kaldırdığımız ardışık beş yıl yaşadı. Çekirdekleri zımparalayıp mikroskop altında görüntülediğimizde, her ağacın çevresine nasıl tepki verdiğini anlamak için kullanabileceğimiz yıllık büyüme halkaları ortaya çıkardılar.

Sadece ilk iki yıl içinde, analizlerimiz kar yağışı olmayan arazilerden şeker akçaağaç büyümesinde yüzde 40'lık bir düşüş gösterdi. Büyüme oranları, önümüzdeki üç yıl içinde yüzde 40 ila 55 oranında gerilemeye devam etti. Buna karşılık, karla kaplı ağaçların orta kışın kökleri olduğu referans alanlarımızdaki şeker akçala ağaçlarında bir büyüme düşüşü olmadı. Bu sonuçlar, diğer araştırmacıların Hubbard Brook'ta daha önce yapılan kar temizleme deneyinde gözlemlediği kök ölüm oranıyla karşılaştırılabilir.

Hubbard Brook'ta, şeker akçaları yıllık orman biyokütle birikiminin yarısından fazlasını oluşturabilir. Sonuç olarak, kış mevsiminde kar yağışını azaltan ve toprak donmasını artıran iklim değişiklikleri, kuzey sert ağaç orman bölgesinde ormanların büyüme oranlarını bu ağaçlar üzerindeki etkileriyle yüzde 20 azaltabilir. Ancak, sarı huşun, toprak donmasına cevaben kök hasarı yaşadığını biliyoruz, bu nedenle tüm orman büyümesindeki değişikliklere ilişkin tahminimizin düşük olması muhtemel.

Daha yüksek büyüme mevsimi sıcaklıkları, bazı araştırmaların önerdiği gibi, ağaç büyümesini hızlandırarak bu hasarı en azından kısmen telafi edebilir mi? Mevsimsel olarak karla kaplı bölgelerdeki ormanların, iklim değişikliğinin mevsim boyunca etkileşimli etkilerine nasıl cevap vereceğini anlamak için çok az çalışma yapılmıştır. Bu boşluğu doldurmaya yardımcı olmak için 2013'te Hubbard Brook'ta Mevsim Deneyi İklim Değişikliği'ni kurduk.

Bu projede Nisan ayından Kasım ayına kadar kar yağmayan mevsim boyunca orman topraklarını 9 derece Fahrenheit (5 santigrat derece) kadar ısıtmak için gömülü ısıtma kabloları kullanıyoruz. Kışın toprak donma-çözünme döngülerine neden olmak için gömülü ısıtma kabloları ve kar küreme ile ısınma kombinasyonunu kullanıyoruz. Şimdiye kadarki sonuçlarımız, kışın toprak donma-çözülme döngülerinden kaynaklanan kök hasarının ve azalmış ağaç büyümesinin, büyüme mevsimi boyunca toprak ısınması ile dengelenmediğini göstermektedir.

Çalışmamız kış mevsiminde göz ardı edilen değişikliklerin orman ekosistemlerini ne kadar etkileyebileceğini göstermektedir. Kar küresini kaybetmek, tüm yıl boyunca iklim değişikliği ve hava ve su kalitesi için önemli etkileri olacak orman büyümesini, karbon tutmayı ve besin tutmayı azaltabilir.

Bu makale, ilk olarak Andrew Reinmann ve Pamela Templer The Conversation'da yayınlandı. Orijinal makaleyi buradan okuyun.