University of Nevada, Reno doktorand Elise Pletcher mäter en enbladig pinyon planta som en del av pågående forskning för att spåra trenderna i pinyon-enbärskogar. Kredit:Robert Shriver; University of Nevada, Reno.
Pinyon-enbärskogar är värda unika vilda och vilda livsmiljöer, samt områden för vandring och friluftsliv. De är också en del av en väv av hälsosamma ekosystem som tillsammans bidrar till att balansera vattentillgång, lagring och avrinning; och förhindra erosion. En ny studie publicerad i Global Ecology and Biogeography och under ledning av University of Nevada kastar Reno-forskaren Robert Shriver nytt ljus över vad som händer i pinyon-enbärsskogarna i väst. Forskningen är unik, genom att den tittar på både träddödlighet, såväl som rekrytering, eller nya plantor och plantor, för att beräkna en "nettoeffekt". Och nyheterna är inte nödvändigtvis bra, särskilt i varmare, torrare platser.
"Vi fann att fyra av de fem arterna minskade", säger Shriver, biträdande professor vid Universitys College of Agriculture, Biotechnology &Natural Resources. "Och på de torraste, varmaste platserna minskar upp till cirka 50 % av befolkningen. Det är ganska allvarligt på de platserna, som vanligtvis är på lägre höjder som tenderar att vara varmare och få mindre vatten än skogsmarker på högre höjder."
Shriver sa att när man tittade på alla studerade platser, som inkluderade över 6 000 tomter och mer än 59 000 märkta träd, minskade upp till 10-20% av befolkningen. Av de fem arterna, inklusive två pinyon tallar och tre enbär, Pinus edulis , mer allmänt hänvisad till som tvånålspinyon eller helt enkelt pinyon, visade de största minskningarna, med cirka 24% av dess populationer på tillbakagång. De andra pinyonarterna och två av enbärsarterna visade mer måttliga nedgångar totalt sett, men fortfarande ganska kraftiga nedgångar i de varmare, torrare områdena. Dessa arter inkluderar Pinus monophylla (enbladig pinyon), Juniperus monosperma (enfröiga enbär) och Juniperus scopulorum (Rocky Mountain enbär). Juniperus osteosperma (Utah enbär) var den enda arten som inte visade en nedgång.
"Utah enbär var undantaget från allt", sa Shriver, som bedriver forskning som en del av Colleges Department of Natural Resources &Environmental Science and Experiment Station. "Det vi hittade stämmer ganska mycket överens med vad vi vet om den artens motståndskraft. Det är det vanligaste i Great Basin och är vanligtvis mindre känsligt för varmare, torrare klimatförhållanden, så det kan betyda att det kan förekomma förändringar i sammansättningen. i framtiden, där vissa områden som är blandarter kan komma att bli mer enbärsdominerade."
Samla in data och bygga modellerna
Shriver använde delvis data från Forest Inventory and Analysis, en rikstäckande undersökning av skogsmarker i USA, utförd av U.S. Forest Service.
"De märker träden och återvänder till samma tomter för jämförelse minst vart tionde år, men de har ett systematiskt schema för att avgöra var," förklarade han. "De ser till att de får ett brett urval av både federal och privat mark. Resultatet är ett representativt urval av hur alla skogar ser ut över hela USA, till och med täcker några mycket avlägsna platser. Det är förskjutet, med 10% av de undersökta tomterna under ett givet år."
Shriver sa att tomterna som ingick i den här forskningen om pinyon-enbär togs först mellan 2000 och 2007 och undersöktes andra gången mellan 2010 och 2017. Det är data som erhållits inom de 10-årsperioder som han använde för forskningen. Han påpekade dock att Forest Service-undersökningen inte fångar så fullständiga uppgifter om rekrytering eller plantor, eftersom de inte märker något under 1 tum i diameter. Träd av denna storlek räknas, men inte taggade.
"Rekryteringen är den riktigt svåra delen", sa han. "Träddödlighet är lätt att se, men rekrytering är svårare att observera, så det har varit svårare att redogöra för. Att ha en stabil befolkning är beroende av både dödlighet och rekrytering. Så vi utvecklade en ny statistisk metod som gjorde det möjligt för oss att förstå och faktorisera med hjälp av dessa modelleringsmetoder kunde vi kvantifiera hur rekryteringsgraden är inom dessa olika områden och sedan kombinera dessa data med dödlighetsdata för att få en mer tydlig och korrekt bild av vad som verkligen pågår när det gäller förändringar. i arternas populationer under olika klimatförhållanden och skogstätheter i olika regioner."
Forskningen uteslöt tomter där branddödlighet eller avsiktlig trädskörd inträffade, vilket gjorde det möjligt för forskarna att mer direkt observera förändringar som inträffar på grund av klimatförhållanden över varje arts utbredningsområde.
Konsekvenserna av resultaten
Shriver säger att nedgången i populationer de beräknade kan vara betydande av ett antal anledningar.
"När det gäller vilda djur, är förmodligen den mest betydande effekten på pinyon jay, som har varit på tillbakagång under de senaste decennierna, och är verkligen beroende av fröet som produceras av pinyon tall", sa han. "De områden där nötskrikan tenderar att välja är på den gränsen mellan nötskrikan och nötskrikan. Den gillar de livsmiljöer som förmodligen är de mest sårbara. Men utöver nötskrikan kan säkert ett antal arter påverkas - mulehjortar , och andra fåglar och vilda djur."
Dessutom sa Shriver att skörden av pinyoner och pinjenötter är kulturellt viktiga för indianer och andra, och skogar med pinyon-enbär ger ett rekreationsvärde för vandrare och friluftsentusiaster. Det är viktigt, tillägger han, att det finns funktionerna som pinyon-enbärsskogarna spelar i våra vattendelar. Pinyon-enbärskogar spelar en viktig roll för vatten- och jordretention på vissa platser.
Vad ser framtiden ut?
"Vi kommer sannolikt att se ganska stora förändringar i var vi hittar skogar i Great Basin och Southwest under de närmaste decennierna," sa Shriver. "Många platser där vi såg skog, vi kanske inte ser dem, särskilt på lägre höjder, eftersom de tenderar att vara hetast och torrast."
Shriver sa att det har skett en hel del expansion i dessa skogsmarker sedan mitten av 1800-talet, och att vissa nedgångar kanske inte är en dålig sak överallt. For example, in some areas the pinyon-juniper woodlands have encroached on shrubland ecosystems that provide important ecosystem services and unique wildlife habitat. And, the trees, especially when packed in too densely and without enough moisture, also increase the intensity of wildfires.
"Our results also suggest that for some locations, management actions could slow down or reverse the woodland declines," Shriver said. "As it gets warmer and drier, the density of trees a landscape is able to support lessens, so reductions in tree density might expand the envelope of where the trees can be, reducing the chance of large tree mortality events."
While woodland decline could create an opportunity for expansion of native shrublands such as sagebrush, Shriver cautioned that other, less beneficial vegetation could also take hold.
"Just because the pinyon and juniper die off, doesn't mean something desirable would establish in their place," he said. "You might get cheatgrass or other undesirable vegetation."
Shriver said the purpose of the research and models it created is to help anticipate the vulnerability of woodlands and forecast coming range shifts, so that we might be able to sway the outcomes to be more positive ones.
"If we know where this is likely to happen, we can do the best we can to influence what might happen next," he said. "We might be able to direct these into ecosystems that might support native plants and animals in the Great Basin and the Southwest, and fit into our watersheds in a beneficial way." + Utforska vidare
