En skattkammare av data om trädtillväxt i västra USA hittades i dessa lådor, var och en innehöll 500 till 800 kärnor från enskilda skogsträd. Kärnorna är från U.S. Forest Service Forest Inventory and Analysis -programmet. När de har mätts och analyserats, de årliga tillväxtringarna i dessa kärnor avslöjade att tillväxthastigheten för träd i sydvästra skogen kan minska så mycket som 75 procent till 2100. Kredit:John D. Shaw, US Forest Service
Sydvästra skogar kan minska i produktivitet i genomsnitt så mycket som 75 procent under 2000-talet när klimatet värms upp, enligt en forskningsrapport som leds av University of Arizona publicerad i Naturkommunikation den 17 dec.
Den nya uppskattningen är bättre än tidigare eftersom den är baserad på en ny databas med information om trädens tillväxt under genomsnittliga förhållanden, enligt forskargruppen. Tidigare uppskattningar baserades på en databas som omfattade många träd som växte under marginella förhållanden.
Fyndet är baserat på en skattkammare på cirka 20, 000 oanalyserade trädkärnor som upptäcktes i ett laboratorium i Utah för ungefär ett decennium sedan. De årliga tillväxtringarna som är synliga i trädets kärnor speglar varje års klimatförhållanden.
De nya trädkärnproverna är mer representativa för skogen som helhet än många av de som samlats in och analyserats tidigare, sa författaren Stefan Klesse, som genomförde analysen medan han var postdoktor vid UA Laboratory of Tree-Ring Research.
Seniorförfattaren Margaret Evans sa att den rumsliga representationen i den nya datamängden från U.S. Forest Service Forest Inventory and Analysis-programmet är "oöverträffad". Hon kallar träden i den nya datauppsättningen som lever under genomsnittliga odlingsförhållanden "Joe Schmoe -träd".
"Joe Schmoe-träden kommer att uppleva en minskning av tillväxten med 75 procent och träden på kanten - enligt vår analys - är ganska dömda, sa Evans, en biträdande professor vid UA Laboratory of Tree-Ring Research.
Databasen som tidigare var tillgänglig för forskare är International Tree-Ring Data Bank, eller ITRDB, som inkluderade prover från många träd som växte under marginella förhållanden - vad Evans karakteriserade som "på kanten".
Trädkärnor monterade på pinnar för att göra kärnorna lättare att hantera för att mäta årsringarna. Siffrorna på de rosa taggarna anger i vilket län kärnorna togs. Upphovsman:John D. Shaw, US Forest Service
När träden i ITRDB ursprungligen togs prov, vilket ofta var decennier sedan, forskare valde träd som lever under marginella förhållanden eftersom dessa träd var mest känsliga för klimatvariationer och därmed bäst lämpade för att avslöja hur klimatet varierat under de senaste århundradena.
Trädringsforskare har länge vetat att ITRDB-proverna kan överskatta klimatets effekt på genomsnittliga träd, men hade inga andra uppgifter att använda förrän nu. Och, även om träden i ITRDB kan ge en överskattning av hur det genomsnittliga skogsträdet kommer att reagera på klimatförändringen under 2000-talet, att informationen fortfarande är värdefull, sa Evans.
"De här träden är kanariefågeln i kolgruvan - i utkanten av skogen kommer vi att se förändringen först, " Hon sa.
Forskningsartikeln av Klesse, Evans och deras medförfattare, "Samplingsfördomar överskattar klimatförändringens effekter på skogens tillväxt i sydvästra USA" publicerades i Naturkommunikation den 17 december. En lista över medförfattare finns längst ner i denna release.
US Department of Agriculture, U.S. Environmental Protection Agency och Navajo Nation finansierade forskningen.
Den nya samlingen av trädkärnor för skogsinventering och analys dök upp när forskare vid U.S. Forest Service Rocky Mountain Research Station i Ogden, Utah, flyttade från en byggnad till en annan. Forskarna blev förvånade över att hitta ett gäng dammiga lådor fyllda med trädkärnor som aldrig hade analyserats.
Kärnorna hade systematiskt samlats in från träd i de åtta inre delstaterna i västra USA under 1980- och 1990-talen. Kärnorna speglade tillväxten av enskilda träd som gick tillbaka till 1920-talet och några till och med tidigare.
Den här kartan visar den geografiska fördelningen av trädringsprover som tagits från skogsträd i USA:s Four Corners-stater:Utah, Colorado, Arizona och New Mexico. Prover som tagits av US Forest Service Forest Inventory and Analysis-programmet visas i blått. De prover som tagits och ingår i International Tree-Ring Data Bank visas i rött. Kredit:Stefan Klesse, Schweiziska federala forskningsinstitutet WSL
Medförfattarna R. Justin DeRose och John Shaw från U.S. Forest Service Rocky Mountain Research Station började det mödosamma jobbet med att mäta årliga tillväxtringar från de cirka 20, 000 kärnor, var och en från ett specifikt träd. De två forskarna värvade Evans och skickade henne cirka 2, 000 kärnor från Arizona-träd. Hennes forskargrupp, som inkluderade åtta UA-studenter, började katalogisera dessa kärnor och spela in data från dem 2015.
Forskarna undrade vad de nya trädring-rekorden kan avslöja om hur klimatförändringar skulle påverka tillväxten av skogsträd i sydväst under senare hälften av 2000-talet. För att komma på det, de fokuserade på rekord från vanlig pinyon tall, Douglasgran och ponderosa tall från Utah, Colorado, Arizona och New Mexico.
Klesse, som nu är postdoktor vid det schweiziska federala forskningsinstitutet WSL i Zürich, jämförde information från de nyligen analyserade kärnorna från "Joe Schmoe"-träd, plus ytterligare rekord för tillväxt av trädringar från 858 träd i Arizona och New Mexico, med uppgifterna i ITRDB.
För prognoser av regionens nederbörd och temperatur under 2000-talet, han använde klimatprojektioner från en av de mest aktuella klimatmodellerna, CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Fas 5).
Hans analys visade att tillväxten av de vanliga skogsträden inte skulle minska lika mycket under klimatförändringen som de träd vars uppgifter ingår i ITRDB.
Ändå, han sa, "När klimatet värms upp, trädtillväxt kommer att minska. "
Evans sa, "Träden måste ta vad de får när det gäller klimatförhållanden. När temperaturerna stiger måste de klara av det - eller inte."
