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今年春天,美国西部40%以上的地区遭遇干旱,美国农业部认为干旱“严重”或“异常”。2013年也是如此。2012年,干旱甚至蔓延到了湿润的东部地区。

我们很容易假设,对于经过几百年到几千年发展起来的生态系统来说,三年的干旱只是雷达上的一个无关紧要的信号。但最近发表在《生态学专著》上的一项新研究表明,短暂但严重的气候事件可以引发持续数百年的生态系统级联变化。

关于生态系统如何应对干旱和其他挑战的一些最令人信服的证据可以在我们最古老的树木的树干上找到。结果的分析树的年轮横跨超过300000平方英里,400年的历史在美国东部,由哈佛大学的科学家们森林,哥伦比亚大学的拉蒙特-多尔蒂地球观测站,和其他点的方法看似稳定的森林可能突然改变在下个世纪。

“树木是很好的信息记录器,”哈佛森林的生态学家、这项新研究的合著者戴夫·奥维格(Dave Orwig)说。“它们能让我们回顾过去。”

这项研究中的树木记录显示,就在美国独立战争之前,横跨肯塔基州、田纳西州、北卡罗来纳州和阿肯色州的阔叶林,许多树木同时死亡,在森林中开辟了巨大的缺口,促使新一代树苗向上生长。

没有历史证据表明这些死树死于伐木、冰暴或飓风。相反,在1770年代之前,它们很可能被反复的干旱削弱,随后在1772年到1775年之间发生了严重的干旱。最后一根稻草是一个不合时宜的和毁灭性的霜在1774年,这项研究之前,只知道历史日记就像托马斯·杰佛逊的“花园的书,”,他讲述了“霜这摧毁了几乎所有事情”在蒙蒂塞洛,弗吉尼亚州,”同样具有破坏性的土石方整个国家和邻近的殖民地。”

随之而来的新一代特大型树木——有点像婴儿潮——塑造了今天仍然屹立在东南部的原始森林。

这项新研究的主要作者、拉蒙特-多尔蒂地球观测站的尼尔·佩德森说:“我们许多人认为,在我们的原始森林中,这些高大的古树一直存在,并经受住了时间的考验。”“我们现在看到的是,包括极端气候在内的重大事件,通过削弱和杀死现有树木,在短时间内造成了这些森林的大片。”

佩德森将于2014年秋季成为哈佛森林的高级生态学家。他指出,随着气候变暖,干旱加剧,以及1774年那样的早春,很容易让东部森林暴露在17和18世纪突然改变它们的那种环境中。“我们看到越来越多的证据表明气候事件削弱了树木,使它们更有可能死于昆虫、病原体或下一次严重干旱,”奥威格说。

佩德森补充说:“从这个角度来看,模型预测的未来气候变化似乎更加真实。”

完整的论文《气候事件对温带阔叶林形成的影响》发表在《生态专著》杂志上。

 

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