Torrare somrar och en minskning av genomsnittlig snöpackning under de senaste 40 åren har allvarligt hindrat etableringen av två grundläggande trädarter i subalpina regioner i Colorados Front Range, vilket tyder på att klimatuppvärmningen redan tar en vägtull på skogens hälsa i vissa områden i södra Klippiga bergen.

Resultaten, som publicerades idag i tidskriften Ekologi , visa att gran- och granetablering var begränsad till en handfull år med över genomsnittet snöpackning och kylare, fuktigare sommarförhållanden - som alla har blivit färre de senaste decennierna. Studien tros vara den första som rekonstruerar etableringsfrekvensen på årsbasis för de två barrträdsarterna.

"Sedan 1975, det har varit färre gynnsamma år för plantetablering, "sade Robert Andrus, huvudförfattare till studien och en doktorandforskare vid CU Boulders institution för geografi. "Vår studie visar att fukttillgänglighet är den viktigaste drivkraften för dessa händelser i Colorados höghöjdsskogar."

Stigande temperaturer har ökat träddödligheten i den amerikanska västern, inklusive subalpina skogar i Colorado Front Range, vilket gör det absolut nödvändigt för granar och granar att etablera sig framgångsrikt och regelbundet för att ersätta fallna kohorter. I subalpina barrskogar, plantetablering sker när stora mängder tillgängliga frön sammanfaller med gynnsamma klimatförhållanden.

Forskarna räknade över 150, 000 trädringar från 450 Engelmanngranar och 500 subalpina granar samlade över forskningsplatser från Rollins Pass till Brainard Lakes Recreation Area i Colorados Front Range. Ringarna, som hjälper till att mäta året för trädets etablering, kunde sedan jämföras med klimat- och snöpackdata från 1940.

Tidigare hypoteser har föreslagit att etablering av trädplantor faktiskt kan underlättas av klimatuppvärmningen, med högre temperaturer som är mer gynnsamma för framgångsrik etablering som observerats i vissa maritima klimat som områden i Pacific Northwest.

Men den nya studien, som finansierades av National Science Foundation, NASA och Australian Research Council signalerar den motsatta trenden i Colorado.

Uppgifterna visar att gran- och granens etableringsår blev betydligt mindre frekventa från 1975 och framåt, en period som kännetecknas av minskande snöpackning, stigande sommartemperaturer och längre perioder med låg fukttillgång under sommaren. Endast tre år av de senaste 40 har bidragit till etablering av plantor, jämfört med sju gynnsamma år under de föregående 40.

"Denna studie ger fler bevis för att klimatuppvärmningen är, och har varit, påtagligt och negativt påverkar ekologiska processer i skogarna i södra Klippiga bergen, " sade den framstående professor Tom Veblen, som var medförfattare till studien. "Det är viktigt att inse att effekterna av uppvärmningen har börjat. Detta är inte bara en framtida effekt, men något som faktiskt är på gång."

Resultaten tyder på att plantans etablering i Colorado kommer att fortsätta att minska under de kommande åren, givet framtida klimatförutsägelser. Att identifiera frekvensen av etableringshändelser och de förutsättningar som krävs kommer att vara avgörande för markförvaltare när de förutspår hur klimatuppvärmningen kommer att påverka subalpina skogar framöver, sa Andrus.

"Det första steget är att identifiera problemet och ge markförvaltare besked om att detta händer, ", sade Andrus. "Vi ser till och med att samma fenomen inträffar på lägre höjder också hos arter som Ponderosa-tallen. Målet med vår forskning är att karakterisera långsiktiga trender i våra skogar som kanske inte är direkt uppenbara."