En ny studie visar att skador som orsakats av träd i Puerto Rico av orkanen Maria var utan motstycke i modern tid, och föreslår att tätare stormar som uppvärms av ett uppvärmande klimat permanent kan förändra skogar inte bara här, men över stora delar av de atlantiska tropikerna. Den biologiska mångfalden kan bli lidande, och mer kol kan tillföras atmosfären, säger författarna. Studien visas denna vecka i tidskriften Naturkommunikation .

Orkanen Maria förstörde inte bara mycket fler träd än någon tidigare studerad storm; stor, värst drabbades gamla träd som tros vara särskilt motståndskraftiga mot stormar. Huvudförfattare Maria Uriarte, en fakultetsmedlem vid Columbia University's Earth Institute, sa att eftersom orkaner förväntas intensifieras med det uppvärmande klimatet, skadan förebådar förmodligen fler sådana händelser. "Dessa orkaner kommer att döda fler träd. De kommer att krossa fler träd. Faktorerna som skyddade många träd i det förflutna kommer inte längre att gälla, " sa hon. "Skogar kommer att bli kortare och mindre, eftersom de inte har tid att växa igen, och de kommer att vara mindre olika."

När Maria träffade Puerto Rico i oktober 2017, det kom in som en kategori 4, med vindar upp till 155 miles i timmen och upp till tre fot regn på sina ställen. Många träd blottades från lövverk, snäppt på mitten eller blåst bort ur marken. Den starkaste stormen som drabbat ön sedan 1928, Maria dödade eller skadade uppskattningsvis 20 miljoner till 40 miljoner träd allvarligt.

Uriarte, som har övervakat trädtillväxt och dödlighet över Puerto Rico under de senaste 15 åren, återvände strax efter orkanen och började dokumentera dess effekter. För den nya studien, hon och två kollegor var hemma i en 40 hektar stor del av El Yunque National Forest, nära San Juan, som har övervakats intensivt av flera team sedan 1990. Denna långtidsövervakning gjorde det möjligt för Uriarte och hennes kollegor att jämföra skador från Maria med skador från tidigare orkaner, inklusive orkanen Hugo från 1989 och orkanen Georges från 1998 — kategori 3-stormar, men det enda som har nära Maria på senare tid.

De fann att Maria dödade dubbelt så många träd direkt som tidigare stormar, och bröt mer än tre gånger så många stammar. Vissa arter led mycket värre, med brottfrekvenser som är upp till 12 gånger högre än tidigare stormar. Alarmerande, dessa tenderade att vara de långsammast växande, mest värdefulla lövträd som tidigare var mest motståndskraftiga mot stora stormar:höga mahognyliknande tabonucos med stora kronor, prisad för möbler och båtbygge, och tjocka ausubos, vars ved är så tät att den inte flyter i vatten. Dessa och andra stora träd ger livsmiljö för många fåglar och andra varelser som mindre träd inte gör. Ungefär hälften av träden med brutna stammar kommer att dö inom två till tre år, sa Uriarte.

Dock, några få arter klarade sig bra i alla stormar, och en stod ut:den vanliga sierrapalmen, vars smala, flexibla bålböjar med vind och spirar snabbt ut igen, gräsliknande, från toppen om den tappar lövverk. Uriarte tror att palmerna och några få pionjärarter som kan slå rot snabbt och växa efter stormar kan vara framtiden för skogar över Atlantens troper och subtroper. "Detta kommer att ge lägre staturerade och mindre mångfaldiga skogar som domineras av ett fåtal resistenta arter, " Hon sa.

Tropiska cykloner hämtar sin energi från havsvärme. Atlantens temperaturer stiger redan, och modeller förutspår att år 2100, maximala ihållande orkanvindar kan öka med så mycket som 15 procent. Varmare luft ger också mer fukt, så nederbörd kan öka med upp till 20 procent nära stormcentra. Båda faktorerna förstör träd; extrema vindar gör det direkt, medan regn mättar och destabiliserar marken, uppmuntra röjning. "De förväntade förändringarna i orkanvindar och nederbörd kan få djupa konsekvenser för den långsiktiga motståndskraften i tropiska skogar i Nordatlanten. " säger studien.

Den potentiella förlusten av många trädarter kan ha kaskadeffekter på skogens vilda djur och växter, säger forskarna. Detta skulle förmodligen också förändra skogarnas tillväxtdynamik, så att istället för att suga in mer atmosfäriskt kol än de avger – vilket de gör för närvarande – skulle ekvationen vända, och skogar skulle bli nettoutsläppare. Detta skulle bero på att förfallet av fällda träd skulle uppväga kol som tas upp av eventuella ersättningar. Tillsammans med palmer, en art som förmodligen skulle ta över skulle vara den snabbväxande yagrumo, som snabbt skjuter upp i soliga gläntor skapade av stora stormar. Men yagrumo är också ofta den första som faller i stormar, och så skulle bara öka problemet. Således, skogar skulle hjälpa till att mata upp den mycket uppvärmning som förstör dem. Separata uppskattningar tyder på att träd som dödats eller skadats av orkanen Maria enbart kommer att släppa ut cirka 5,75 miljoner ton kol till atmosfären, eller cirka 2,5 procent av kolet som tas upp årligen av alla skogar i USA.

Edmund Tanner, en universitetslektor emeritus vid University of Cambridge som studerar tropiska träd men inte var involverad i den nya forskningen, sa att studien är viktig, eftersom "det rapporterar annorlunda, snarare än att bara intensifieras, effekter av starka kontra svagare orkaner." Tanner sa att effekterna är "förmodligen representativa för enorma områden med tropisk låglandskog nära havets kuster, av vilka några sannolikt kommer att uppleva liknande eller värre skador i en uppvärmning värld." Maria "var en kategori 4-orkan, "noterade Tanner." Det finns en kategori 5. "