Med all diskussion om globala klimatförändringseffekter, ny forskning visar att en annan typ av klimat är en viktig faktor för regional återhämtning av pinyon tall efter torka - mikroklimatet.

Mikroklimat är lokaliserade klimat som finns i ett större, som den av en cool kanjon i öken sydväst. Dessa mikroklimat uppstår på grund av lokala skillnader i landskapet och befintlig vegetation som styr temperaturen, vindmönster, fuktighet, och tillgängligt vatten. De fysiska finesser skapar mindre miljöer på marknivå som kallas mikrosidor, som ofta är nödvändiga för att stödja individuella livsformer som ett pinjontall.

Pinyon tallar är integrerade i processer som styr vatten- och energifluktuationer över sydväst. Träden lagrar också stora mängder kol för regionen. Pinyon tall har länge gett mat - pinjenötter, används för att göra pesto -skydd och andra produkter för människor och djur.

"De senaste torka har resulterat i utbredd pinyon talldödlighet i stora delar av sydvästra USA, "sa Miranda Redmond, CSU biträdande professor och huvudförfattare till studien. "Vårt team var verkligen intresserad av om dessa skogar skulle komma tillbaka eller inte och hur lokala miljöfaktorer påverkar deras återhämtning."

Redmond samarbetade kring denna forskning med professor Peter Weisberg vid University of Nevada Reno, Forskningsprofessor Neil Cobb från Northern Arizona University, och biträdande forskningsprofessor Michael Clifford från Desert Research Institute.

I studien, de undersökte hur nästa generation av pinyon tallar återhämtade sig efter en svår torka 2002-2004 orsakade utbredd dödlighet hos vuxna träd. Teamet bestämde att motståndskraften hos pinyon tall varierade över landskapet eftersom mikroklimat måste uppfylla specifika villkor för att främja förnyelse av unga plantor och överlevnad av unga träd.

Resultaten publiceras i Journal of Ecology 7 november.

Mikroklimatkriterier

Studieplatserna var spridda över 5, 000 kvadratkilometer pinyon-enbärskogar i Colorado, New Mexico och Arizona, för att fånga det stora utbudet av höjd och markgradienter som dessa träd slår rot i. Provtagning över ett stort område var nödvändigt för att bestämma mikroklimatzoner som var bäst lämpade för återhämtning i dessa skogar som upptar över 50, 000 kvadratkilometer av Four Corners -området ensam.

"Den goda nyheten är att även om det fanns vissa områden med minimal förnyelse, det fanns också områden som hade mycket pinyon tallregenerering, "Sa Redmond." Dessa områden var i allmänhet svalare och våtare, med högre trädtäckning. "

Forskare identifierade fyra faktorer som avgör potentialen för pinyon tallpopulationer att återhämta sig efter en period av långvarig torka:

• Kylare och fuktigare lokaliserade klimat med större markvattenkapacitet
• Trädkåpa som ger skuggiga mikroförhållanden
• Överflödiga äldre ungdomsträd som hade överlevt torka
• Mogna pinyonträd med hög fröproduktion som också överlevde torkan.

Dessa samtidiga krav verkar omöjliga att uppfylla efter hög trädödlighet, men Redmond sa att det faktum att områden fortfarande uppfyller dessa kriterier betyder att många unga träd har en kampchans att återupprätta skogsmarker och slippa sina efterföljare mer dyster öde.

Microsite -tävling

Pinyontallar är beroende av mikroklimat till primära marknivåmikrosidor som de växer från. Den gemensamma nämnaren som verkar vägleda förekomsten eller frånvaron av motståndskraft på den individuella trädnivån var skugga.

Skuggade mikroområden som finns under mogna pinyon tallskydd (eller överstory) har lägre jordtemperatur och bibehåller högre jordfuktighet, som båda är grundläggande för ny trädförnyelse. Mängden skugga minskades kraftigt i områden som upplevde de största skadorna i pinyon tall. Redmonds team jämförde pinyonplantor och unga träd från olika områden för att se hur mer solljus påverkade deras mikrosidor och fann ett intressant resultat.

Shade verkade utföra en annan indirekt funktion. Dessa något mörkare och svalare områden hindrade solälskande gräs från att nå sin räckvidd till lämpliga pinyon-regenereringsplatser. Även om pinjontallar i allmänhet är väl anpassade till sydvästens torra värme, gräs är ännu bättre, vilket gör dem till ett potentiellt hot mot pinyon tallriket.

"Gräs verkar konkurrera med pinyonungar, tyder på att överdödad träddödlighet kan påverka pinyonrekrytering negativt om dessa mikrosajter upplever en enorm infiltration av gräs. "sade Redmond.

En annan rival kan vara det meddominerande trädet i pinyon-enbärs ekosystem. I allmänhet, enbärsträd har motstått torka bättre än pinyon tall, och forskning har dokumenterat enbärsregenerering i gräsbevuxna områden. Brist på denna anpassning kan så småningom bli en nackdel för pinyon tallar, men för närvarande tillhandahåller befintliga mikrosidor både den offensiva och defensiva taktiken som behövs för att försvara sin mark från inkräktande gräs.

En osäker framtid

Den senaste torkan påverkade inte alla pinyon tallar lika i sydväst. Denna variation från plats till plats och från stat till stat inspirerade forskargruppen att genomföra denna studie i mycket större skala. Motståndskraftsindikatorerna som de identifierade begränsar regionen till mindre orter som fortfarande är hållbara.

Deras fynd ger en underliggande förklaring till vetenskapliga påståenden om att denna torka nyligen bara var ett smakprov på vad det uppvärmande klimatet kan göra med pinyon-enbärsekosystem. Det är svårt att förutsäga om eller hur snabbt dessa motståndskraftsområden kan krympa allt eftersom århundradet fortskrider. Redmond sa att nuvarande uppvärmningstrender kan minska antalet områden med mikroklimat som är gynnsamma för framtida återhämtning av pinyon tall, inte om utan när nästa torka inträffar.

"På grund av de senaste klimatförändringarna och förväntade klimatförändringar, dessa sydvästra ekosystem kommer sannolikt att uppleva några riktigt svåra vegetationsskift, " Hon sa

Möjligheten till torkmotstånd över hela sydväst kan försvinna om så är fallet.