När klimatet förändras, så är också världens skogar. Från de dimmiga redwoodskogarna i väster till Blue Ridge-skogen i Appalachia, många sylviska ekosystem anpassar sig till torrare förhållanden.

Med hjälp av U.S. Forest Service Forest Inventory and Analysis-databasen, forskare vid UC Santa Barbara, University of Utah och U.S. Forest Service har studerat hur egenskaperna hos trädsamhällen förändras över det angränsande USA. Resultaten, publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences , indikerar att samhällen, särskilt i mer torra områden, blir mer torktoleranta, främst genom att mindre tåliga träd dör.

För att förstå vad som kan driva på förändringar i skogarnas förmåga att hantera klimatförändringar, forskarna ansåg två huvudsakliga fysiologiska egenskaper:en arts genomsnittliga tolerans mot vattenstress och hur nära detta var dess maximala tolerans (i huvudsak hur mycket vickningsutrymme den hade när den hanterade vattenstress).

"Vi sätter i princip en siffra på vad artsammansättningen betyder när det gäller deras förmåga att hantera vattenstress, " sa huvudförfattaren Anna Trugman, en biträdande professor vid UC Santa Barbaras institution för geografi.

Lyckligtvis för laget, US Department of Agriculture spårar trädarter, storlek och överflöd i mer än 160, 000 skogstomter slumpmässigt fördelade över landet. Vad mer, U.S. Forest Service Forest Inventory and Analysis-databasen innehåller över 200 olika typer av ekosystem, allt från torra pinyon tallskogar till cypress träsk, och atlantiska lövskogar till de tempererade regnskogarna i Pacific Northwest.

Trugman och hennes kollegor matchade egenskaperna de var intresserade av med artöverflödet i dessa tomter. Sedan använde de detta för att beräkna ett vägt medelvärde för gemenskapen av träd i varje tomt, vilket i huvudsak motsvarade samhällets torktolerans. Eftersom dessa tomter undersöks vart femte till tionde år, forskarna kunde spåra förändringar i gemenskapsegenskapers sammansättning och relatera dessa till träddödlighet, rekrytering och klimat.

Det finns två sätt som ett samhälle kan bli mer torktolerant:Mindre tåliga träd kan dö eller mer motståndskraftiga träd kan växa snabbare. Båda resulterar i en gemenskap som överlag är hårdare.

Trugman fann att det i första hand var döden av mindre robusta träd som drev förändringarna mot större torktolerans, även om hon noterar att effekterna av rekrytering av plantor har varit mindre uppenbara under en så kort tidsperiod. Hon märkte också att omfattningen av egenskaper i en given tomt inte automatiskt korrelerade med antalet arter som fanns. "Du behöver inte nödvändigtvis ha ett större utbud av strategier om du har fler arter, " Hon sa.

Till exempel, östra USA upplever inte lika mycket rutinmässig torkastress som sin västerländska motsvarighet, men den har relativt hög artdiversitet. Som ett resultat, de flesta av träden har liknande strategier för att klara av vattenstress. Jämför det med sydväst, där det finns arter som lever tillsammans som har en rad strategier för att hantera torka, trots att många tomter totalt sett har relativt låg artdiversitet.

Kartor över växtegenskaper är användbara för forskare eftersom de informerar modellerna som förutspår hur klimatförändringar kommer att påverka landskapet, Trugman förklarade. Egenskapskartorna hjälper forskare att bedöma obalansen mellan klimatets lämplighet och samhällets nuvarande egenskapssammansättning.

Trugmans studie hänvisar till denna förändring i en gemenskaps egenskaper som "egenskapshastigheten". Ju snabbare förändring, desto snabbare är hastigheten. Liknande, forskare som studerar förändringen i ett områdes klimatförhållanden hänvisar till förändringen över tid som "klimathastigheten". Intuitivt, de två kurserna borde vara relaterade, med samhällen och ekosystem som förändras för att anpassa sig till det förändrade klimatet i regionen.

"Men du kan faktiskt ha en obalans mellan dessa två, ", sa Trugman. "Din egenskapshastighet kan vara mycket långsammare än din klimathastighet, i så fall kommer träden på just den platsen inte att vara särskilt lämpliga för det nya klimatet." Med andra ord, träden kanske överlever nu, men de kommer inte att växa eller reproducera sig.

Det är möjligt att forskare inte kunde se någon förändring i egenskaper alls, noterade Truman. Och även om detta kanske låter mer hoppfullt, i verkligheten skulle det tyda på att något hindrade samhällena från att anpassa sig – kanske en förlust av arter eller genetisk mångfald, eller helt enkelt frånvaron av mer motståndskraftiga arter i närheten som kan ge frön.

Å andra sidan, Trugman såg accelererade egenskapershastigheter i mer torra områden. Denna studie var ett första pass; hon planerar att ytterligare undersöka sambandet mellan egenskaper och klimathastigheter i framtida forskning.

Övergripande, resultaten tyder på att skogarna går över till samhällen som kan klara av större genomsnittlig vattenstress och mer variation i vattenstress. Detta bör buffra skogarna mot några av klimatförändringarnas effekter, åtminstone på kort sikt, enligt Trugman.

"I sista hand, " Hon sa, "vi vill sätta egenskaper hastigheter och klimat hastigheter i något jämförbart sammanhang för att förstå hur oöverensstämmelse mellan de två kommer att påverka våra skogar."