Вспомогательная миграция — это перемещение популяций или видов людьми с одной территории на другую в ответ на изменение климата . Это определение предлагается в нетехническом документе, опубликованном Лесной службой США в 2023 году, предполагая, что эта форма адаптации к климату «может быть упреждающим, прагматичным инструментом для создания устойчивости к изменению климата в наших ландшафтах». [2]
Программы по содействию миграции лесов в Северной Америке были созданы государственными и местными правительственными органами, частными лесовладельцами и земельными фондами. Они исследовали, тестировали, оценивали и иногда реализовывали проекты по содействию миграции лесов как форму адаптации к изменению климата . [3] [4] Содействие миграции в контексте лесного хозяйства отличается от содействия миграции , первоначально предложенной в контексте биологии сохранения , где она рассматривается как инструмент управления для помощи исчезающим видам в решении проблемы адаптации к климату. [5] Основное внимание в лесном хозяйстве уделяется смягчению негативных последствий изменения климата для здоровья и производительности рабочих лесов. [6]
Миграция, поддерживаемая лесным хозяйством, уже осуществляется в Северной Америке из-за быстро меняющегося климата и практики лесной промышленности по повторному посеву. Теперь это стандартная практика для правительственных и промышленных рубок деревьев, сопровождаемых посадкой семян или саженцев на вырубленных участках. Таким образом, автоматически возникает возможность после сбора урожая выбрать семена (а иногда и другие виды деревьев) из районов с климатом, которые, как ожидается, прибудут на вырубленные участки через десятилетия в будущем. Правительство Британской Колумбии в Канаде стало первым федеральным штатом на континенте, принявшим решение об изменении своих руководящих принципов передачи семян в 2009 году. [7] [8] [9]
Однако формы ассистированной миграции на большие расстояния не рассматривались до моделирования климата и внутрилесных свидетельств ускорения темпов изменения климата. Серьезные обсуждения и дебаты начались в лесной профессии примерно с 2008 года. [10] Дискуссия сосредоточена вокруг этических последствий искусственной миграции экосистем, рисков и выгод таких начинаний и ценностей, лежащих в основе проектов ассистированной миграции лесов. [11]
Также зафиксированы случаи непреднамеренной миграции североамериканских деревьев. Начиная с начала 20-го века, два дерева, известные как эндемики Калифорнии , гигантская секвойя и секвойя прибрежная , были высажены для целей городского лесного хозяйства на севере городов вдоль тихоокеанского побережья Орегона , Вашингтона и Британской Колумбии . Сегодня эти экземпляры не только процветают; они выделяются вдоль городских горизонтов и часто превосходят местные деревья по достигнутым размерам. Кроме того, несколько видов магнолии, произрастающей на юго-востоке Соединенных Штатов , распространились в подлеске леса благодаря декоративным посадкам, дающим семена за пределами их родных ареалов.
Изменение климата повышает среднюю температуру североамериканских лесов. [12] [13] К 2020-м годам лесоводы в Северной Америке больше не спорили о том, может ли быть необходима помощь человека в помощи местным деревьям. Научная статья 2023 года начиналась так: «Глобальные изменения изменяют климатические условия со скоростью, которая превышает естественные темпы миграции большинства видов деревьев». Последствия таковы, что «это несоответствие может привести к катастрофическим потерям ключевых лесных экосистемных услуг, таких как связывание углерода, обеспечение среды обитания и лесная продукция». [14]
Сдвиг ареала вверх по склону к более высоким топографическим высотам требует меньшего расстояния, чем сдвиги, отслеживающие климат по относительно плоской местности к полюсу. [15] [10] [16] Виды в пределах южных границ их ареала уже демонстрируют упадок или исчезновение, включая некоторые из самых знаковых деревьев Северной Америки ( дерево Джошуа и гигантская секвойя ). [17] Более сухие условия на американском юго-западе приводят к тому, что кустарниковые луга заменяют леса из пиньонов и можжевельника после вымирания деревьев, вызванного засухой. [18] Лесники в Миннесоте предсказывают, что экосистемы прерий будут расширяться, заменяя леса по мере того, как их регион становится теплее и суше. [19] Региональное изменение климата в горах Сьерра в Калифорнии позволило местным короедам уничтожить хвойные деревья, пострадавшие от засухи, что, в свою очередь, привело к обширным и катастрофическим пожарам. [20] Хотя гигантская секвойя более устойчива к короедам, чем сосны и ели, растущие вперемешку с ее рощами и вокруг них, региональные пожары, уничтожившие мертвые хвойные деревья в 2020 и 2021 годах, оказались фатальными для гигантских секвой, живые кроны которых также были охвачены. [21] [22]
Северные популяции видов деревьев умеренного пояса в прибрежных районах Вашингтона и Орегона начали демонстрировать резкое снижение и смертность в таких больших регионах, что новостные статьи, написанные для общественности, [23] [24] , а также научные статьи, сообщили об этом явлении в 2021 и 2022 годах. Крупнолистный клен , [25] [26] западный красный кедр , [27] пихта Дугласа , [24] и несколько видов настоящих пихт (род Abies ) [24] были упомянуты в сообщениях о внезапном снижении. В то время как непосредственные причины включали доказательства наличия местных насекомых и грибковых патогенов, сообщения приписывали конечную причину беспрецедентным летним засухам и волнам тепла в регионе. В 2023 году было отмечено, что виды деревьев, преобладающие на нижних западных склонах гор Сьерра-Невада в Калифорнии, настолько отстают в отслеживании потепления климата вверх по склону, что пятая часть общей площади была обозначена как «леса-зомби» — то есть леса, которые больше не могут давать новые саженцы и, следовательно, не восстановятся после пожара, уничтожающего полог леса. [28] [29]
В сводном докладе, опубликованном в 2022 году группой правительственных и университетских лесоводов в США, предупреждалось, что «изменение климата может представлять собой величайшую проблему, с которой когда-либо сталкивались лесоустроители, биологи по охране природы и экологи». Катастрофическая гибель деревьев была среди проблем, перечисленных группой как не только прогнозируемые, но и уже происходящие. [30]
В дискуссионной статье 2011 года в журнале British Columbia Journal of Ecosystems and Management было предложено следующее определение ассистируемой миграции: «целенаправленное перемещение видов для содействия или имитации естественного расширения популяции или ареала с целью обеспечения устойчивости лесных насаждений в будущих климатических условиях». [31] В обзорной статье 2016 года ассистируемая миграция определяется как «физическое выравнивание естественных популяций в соответствии с климатом, к которому они адаптированы, путем лесовосстановления в местах, где, как прогнозируется, в будущем наступит подходящий для них климат, в качестве активного варианта управления с целью поддержания здоровых экосистем деревьев в будущем». [32] В статье говорится, что человеческая помощь в помощи миграции деревьев необходима, поскольку «географические смещения популяций деревьев должны будут происходить в 10–100 раз быстрее, чем они происходили в прошлом или происходят в настоящее время». [32]
Существует три типа миграции, осуществляемой с помощью лесного хозяйства, которые Министерство природных ресурсов Канады описывает следующим образом: [3]
Лесная служба США использует те же три типа, но иногда называет третий тип вспомогательной миграцией видов . [33] В 2018 году Лесная служба США опубликовала более подробный политический документ, в котором перечислены и определены три типа следующим образом: [34]
Терминология для различения лесохозяйственных применений вспомогательной миграции от более спорных практик, обсуждаемых в рамках биологии сохранения, была предложена в длинном отчете 2012 года об адаптации к климату в Лесной службе США. Авторы предложили «лесохозяйственную миграцию» для усилий своего агентства и «спасательную миграцию» для видоспецифичных проблем вымирания биологов сохранения. [36] В том же году девять ученых-лесоводов (все, кроме одного, канадцы) стали соавторами статьи, в которой также рекомендовали «лесовспомогательную миграцию» в качестве предпочтительной терминологии, помогающей их профессии избегать противоречий, которые они называли «спасением видов, помогающим миграцией». [37] По состоянию на 2021 год первоначальные названия классификации трех типов используются как публично, так и профессионально, при этом лесники сосредоточены на двух наиболее умеренных формах. [22]
Начиная с 2004 года и ускорившись в 2007 году, исследователи в области биологии сохранения опубликовали статьи о плюсах и минусах дополнения традиционных методов управления для предотвращения вымирания растений и животных тактиками перемещения видов для адаптации к сдвигам ареала, которые уже становятся очевидными в результате изменения климата. [38] [39] [40] [41] Биологи сохранения также опубликовали аргументы за и против трех основных терминов, используемых для обозначения одного и того же инструмента управления: вспомогательная миграция , вспомогательная колонизация и управляемое перемещение . [42] [43]
Фокус внимания среди специалистов и исследователей лесного хозяйства был другим. Палеоэкологи уже пришли к выводу, что в Северной Америке наблюдались значительные задержки в движении на север даже доминирующих деревьев полога в течение тысяч лет с момента окончательного отступления ледника. [44] [45] [46] [47] В 1990-х годах исследователи лесного хозяйства начали применять прогнозы изменения климата к своим собственным моделям распределения видов деревьев, и некоторые результаты по вероятным расстояниям будущих сдвигов ареалов привлекли внимание. [10] Кроме того, терминология транслокации не вызывала споров среди исследователей лесного хозяйства, поскольку «миграция» была стандартным термином, используемым в палеоэкологии для естественных перемещений видов деревьев, зафиксированных в геологической летописи. Поэтому обсуждения в журналах по лесному хозяйству больше касались вопросов о том, как, когда и для каких видов должны начинаться климатически-адаптивные посадки и расширения ареалов.
Дебаты о необходимости и этичности вспомогательной миграции имели место среди исследователей лесного хозяйства. Но по сравнению с дебатами среди биологов, занимающихся охраной природы, [48] они были приглушенными и недолговечными. [37] [33] Одно из самых сильных заявлений, призывающих к осторожности, которое появилось в журнале по лесному хозяйству, было опубликовано в 2011 году. Изабель Обин и ее коллеги заявили, что «вспомогательная миграция предлагается для снижения воздействия антропогенного изменения климата, беспрецедентной ситуации в истории человечества, которая несет с собой совершенно новые экологические, социальные и этические проблемы». [11]
Но также в 2011 году исследователи Канадской лесной службы четко разграничили миграцию, поддерживаемую лесным хозяйством, от концепции, обсуждаемой в биологии сохранения. [31] [49] [50] Предотвращение вымирания видов не было фокусом лесного хозяйства. Скорее, формы поддерживаемой лесным хозяйством миграции будут предприниматься в целях поддержания экосистемных услуг лесов , а также ценности извлекаемых ресурсов производства древесины и целлюлозы. [37] Канадская лесная служба также провела исследование, показывающее, что здоровье и производительность лесов могут выиграть от перемещения видов растений нижнего яруса леса вместе с доминирующими видами деревьев полога, и что это поможет успешному созданию леса на новом месте. [49]
Сосредоточившись на обычных деревьях с пологом леса, формы вспомогательной миграции в лесном хозяйстве вызвали менее интенсивные дебаты, чем в основном фокус биологов по охране природы на животных. [53] Животные обладают способностью перемещаться по своему желанию и, таким образом, представляют риск быстрого перемещения за пределы или полностью за пределы мест, в которые они перемещены. Подвижность животных также усложняет результаты мониторинга и может потребовать дополнительных затрат на радиоошейники и квалифицированных следопытов. В частности, затраты на перемещение млекопитающих могут возрасти из-за стандартов минимизации психологических и физических страданий во время отлова, транспортировки и выпуска. [54]
Напротив, вспомогательная миграция лесов может быть осуществлена с небольшими затратами, особенно когда она сопряжена с существующей программой лесовосстановления. Риски также снижаются в лесном хозяйстве, поскольку единственная подвижность, которой обладают деревья, происходит, когда их семена высвобождаются. [55] Высокие древесные растения, как правило, имеют длительное время генерации, поэтому может пройти несколько десятилетий, прежде чем перемещенные семена или саженцы смогут произвести следующее поколение семян. Даже в этом случае расстояния распространения семян могут быть ограничены, за исключением семян с пучками, переносимых ветром, и небольших плодов, таких как ягоды, которые целиком проглатывают птицы и широко распространенные млекопитающие. [56]
Коммуникационные стратегии также разрядили противоречия. Исследователи и менеджеры лесного хозяйства говорили и писали о проектах адаптации к климату, не используя терминологию, придуманную биологами по охране природы, которые, как правило, сосредоточены на благополучии отдельных видов животных и растений, которые могут пострадать или исчезнуть из-за продолжающегося изменения климата. [57] [58]
К 2014 году лесохозяйственные менеджеры в Канаде также отточили свои публичные коммуникации несколькими способами, например, избегая ассоциироваться с научными дебатами по поводу вспомогательной миграции и вместо этого представляя вспомогательную миграцию как передовой опыт управления лесами. [59] [60]
Коммуникация как с помощью слов, так и изображений также была отточена в Соединенных Штатах, отчасти благодаря Северному институту прикладной климатологии (NIACS), совместной группе, созданной в 2010 году Лесной службой США. [61] NIACS предложил различные способы, с помощью которых лесники могут адаптироваться к изменению климата, изменив свои методы управления лесами. [62]
Обзорная статья 2022 года, в которой были перечислены ключевые слова и ведущие авторы в публикациях по лесному хозяйству, пришла к выводу, что «большая часть исследований по вспомогательной миграции проводилась в Северной Америке, где Канада и США создали прочные сети сотрудничества». На индивидуальном уровне мексиканский ученый-лесовод был признан «самым продуктивным автором в области вспомогательной миграции». [63]
Начиная с 1492 года, прибытие колонизаторов вытеснило коренные народы Америки с их родных земель и серьезно ограничило их возможности продолжать жить. [64] Хотя адаптация к климату может быть необходимым соображением сегодня, помощь в миграции не является легко приемлемым вариантом для коренных народов, учитывая их укорененность во взаимоотношениях с экосистемами, в которые переплетены их культуры. [65]
Термин «ассистированная колонизация», используемый в руководящих принципах Международного союза охраны природы (МСОП) для описания перемещения вида за пределы его естественного ареала с целью предотвращения его вымирания, подвергся критике как потенциально оскорбительный для коренных народов , поскольку слово «колонизация» связано с их опытом геноцида . [66] По словам Конни Барлоу, термин «управляемое переселение» также может быть оскорбительным в Соединенных Штатах из-за вреда, причиненного Законом о переселении индейцев 1956 года . [67] Некоторые ученые отметили, что эта терминология может помешать этим странам давать согласие и участвовать в проектах по миграции, осуществляемой с помощью лесного хозяйства. [68]
Ботаник коренных народов Робин Уолл Киммерер использовал термин «помощь лесам идти» вместо любого из терминов, которые в настоящее время используются лесниками, биологами по охране природы и другими исследователями и учеными. [69] [70] Киммерер является основателем и директором Центра коренных народов и окружающей среды, размещенного в Колледже наук об окружающей среде и лесном хозяйстве SUNY , который называет «Помощь лесам идти» пятилетним совместным проектом, запущенным в 2011 году [71] и завершенным в 2016 году. [72] [73] Этот проект также указан на странице «племенные нации» веб-сайта правительства США «Инструментарий по устойчивости к изменению климата». [74]
В 2024 году совместный отчет представил знания коренных народов и опыт управления лесами как заслуживающие равного положения наряду с преобладающей парадигмой и предположениями, присущими лесному хозяйству, основанными на западной науке. [75] Авторами и соавторами были университетские ученые, научные сотрудники лесных служб США и Канады, а также специалисты по племенному лесному хозяйству. Ценности коренных народов, описанные как «культура взаимности» с другими живыми существами и влекущие за собой ответственность за будущие поколения, легли в основу рекомендаций в этом отчете. Вспомогательная миграция упоминается только один раз в этом длинном отчете: «Активная посадка видов деревьев в районах, которые будут более подходящими для них по климату в будущем (т. е. вспомогательная миграция) может помочь восстановить лесные ландшафты, где долгосрочная стабильность является целью».
Северный институт прикладной климатологии содействовал сотрудничеству по племенному меню адаптации к климату для региона Великих озер . Получившийся документ был опубликован в 2019 году под названием Dibaginjigaadeg Anishinaabe Ezhitwaad: меню адаптации к климату для племен . Единственным стандартным термином, который использовался, была «помощь при миграции» (и он был использован только один раз). Термин « инвазивные виды » был заменен либо новым термином «нелокальные существа», либо фразой на языке оджибве «Bakaan ingoji ga-ondaadag», которая определяется как «то, что приходит откуда-то еще и теперь обитает здесь». [76] В документе важность выбора слов была подытожена следующим образом:
Как изначальные и нынешние распорядители региона Великих озер, члены племен оджибве и меномини, работавшие над этим проектом, посчитали важным привнести язык паритета между людьми и нечеловеческими существами. Английский язык и научная терминология, используемые в нынешних общепринятых практиках управления земельными ресурсами, как правило, предполагают доминирование человека над нечеловеческими существами. Такой подход отклоняется от равноправного сосуществования с нашей окружающей средой, которое обычно является основополагающим пониманием во многих коренных культурах. Термины, используемые в этом документе, являются попыткой признать агентство и суверенитет наших нечеловеческих отношений. [76]
По состоянию на 2021 год индейцы племени одава в заливе Литл-Траверс на севере Мичигана высадили виды деревьев, характерные для более южных ареалов, включая гикори шагбарк , серебристый клен , черный орех , болотный белый дуб , сассафрас и папайю . Ноа Янсен, сотрудник по охране природы, объясняет: «Я не знаю, какие из этих видов будут процветать через 50 или 100 лет. Поэтому мы широко забрасываем сеть и пытаемся создать там что-то, что создаст среду обитания для диких животных, источники культурного значения для членов племени и области для охоты и собирательства». [77]
Поскольку Калифорния уже испытывает неблагоприятные последствия изменения климата для местной растительности, потребность в адаптивных ответах является серьезной. Традиционное использование огня в управлении местными экосистемами для безопасности и обеспечения изобилия культурно значимых растительных и животных продуктов привлекло внимание СМИ к действиям племени Карук по адаптации к климату вдоль реки Кламат в северной Калифорнии. [78]
Исследования в области лесного хозяйства уже давно проводятся государственными учреждениями, ответственными за управление федеральными и провинциальными лесами в Канаде ( земли короны ) и федеральными и государственными лесами в Соединенных Штатах. Поскольку ресурсы древесины и целлюлозы заготавливаются в многоцелевых регионах государственных лесов в Северной Америке, повторный посев или посадка саженцев на вырубленных участках были обычной практикой управления на протяжении многих десятилетий. Исследования по улучшению методов лесоводства включали испытания происхождения деревьев, с помощью которых различные источники семян (или происхождения) высаживаются вместе на нескольких различных географических испытательных участках («общие сады») по всему текущему и, все больше, потенциальному ареалу вида. [79] Поскольку данные испытаний происхождения доступны для многих распространенных, коммерчески ценных видов деревьев, специалисты по лесному хозяйству уже проводят долгосрочные эксперименты для тестирования видов деревьев и жизнеспособности популяций и производительности в местах за пределами местных географических ареалов. Места испытаний происхождения к полюсу от местных ареалов или на более высоких (и, следовательно, более прохладных) высотах помогают лесоустроителям определить, следует ли, где и когда следует применять вспомогательную миграцию в качестве меры адаптации к климату . [34] [8]
В 2009 году Британская Колумбия изменила свои стандарты отбора семян для повторной посадки лесов после заготовки древесины. [80] Раньше лесники были обязаны использовать семена с расстояния в 300 метров вниз по склону и 200 метров вверх по склону, но новая политика позволила лесникам получать семена с расстояния до 500 метров вниз по склону для большинства видов, используя тот факт, что популяции в более теплых местообитаниях вниз по склону могут быть лучше адаптированы к будущему климату места восстановления. [81] По состоянию на 2022 год исследования, включая изучение уже проведенных испытаний по происхождению, продолжаются в Британской Колумбии [82] и канадских провинциях Альберта [83] и Онтарио . [84] Эти изменения были внедрены отчасти потому, что канадские политики опасались, что, если они не установят руководящие принципы, частный сектор будет склонен самостоятельно проводить нерегулируемую стратегию вспомогательной миграции. [85] В 2022 году рекомендации по передаче семян, адаптированных к климату, для Британской Колумбии стали обязательными для провинциальных проектов по лесовосстановлению. [86]
В Лесной службе США региональные генетики рекомендовали подход «без сожалений» к рассмотрению вспомогательной миграции и переноса семян в качестве стратегии адаптации к климату. [87] [88] Перемещение популяций для соответствия источников семян прогнозируемым будущим условиям рекомендуется только для видов, где опыт или исследования продемонстрировали соответствующие пределы переноса климата. [34] Исследователи Лесной службы также использовали компьютерное моделирование для предложения прогнозов смещений ареалов местных видов деревьев в рамках различных прогнозов изменения климата. Всего для 76 видов деревьев, произрастающих на западе США, доступны карты проекций смещений ареалов в Интернете. [89] [90] [91] Всего для 134 видов деревьев, произрастающих на востоке США, доступны карты проекций смещений ареалов в Интернете. [92] Исследователи Лесной службы также публикуют региональные прогнозы смещений ареалов для североамериканских видов деревьев с 1990-х годов. [93] [94]
Несколько инструментов поддержки принятия решений доступны для вспомогательной миграции в североамериканских лесах. Инструмент выбора участков для посева в настоящее время имеет самый широкий географический охват из этих инструментов, охватывая большую часть Северной Америки, и требует от пользователя установки приемлемых расстояний переноса климата из набора климатических переменных. [95] Инструмент переноса семян на основе климата обеспечивает покрытие по всей Британской Колумбии и использует данные из обычных садовых экспериментов для определения приемлемых источников семян на основе ожидаемого роста и расстояния переноса климата. [96] Инструмент адаптированных к климату семян обеспечивает покрытие в Калифорнии, Орегоне, Вашингтоне, Неваде и Айдахо (некоторые функции в настоящее время доступны только в Калифорнии) и использует данные из обычных садовых экспериментов и лесных инвентаризаций для получения оценок того, насколько хорошо будут работать различные источники семян (рост, выживаемость, связывание углерода, производство древесины) в указанных пользователем местах посадки. [97]
На востоке США специалисты по лесному хозяйству в федеральных, государственных и академических учреждениях объединили усилия для создания взаимно согласованной карты 247 «зон сбора семян», охватывающей 37 штатов к востоку от Скалистых гор. [98] [99] (См. изображение справа.) Этот проект также подразумевает стандартизированные нормы маркировки семян сборщиками и питомниками в ожидании того, что в будущем лесовосстановление и восстановительные посадки могут начать включать различные формы миграции с помощью лесного хозяйства.
В 2024 году была опубликована статья по лесному хозяйству, в которой был предложен «климатический аналоговый подход» для переноса семян и принятия решений о помощи в миграции. [100] Вместо того, чтобы сначала выбирать среди ряда проекционных карт (обычно с 30-летним интервалом), основанных на различных одобренных МГЭИК компьютерных моделях, лесоводам будет предложена одна карта, которая объединяет три такие модели, использует 19 климатических переменных и ограничивает свой фокус прогнозами на середину столетия. Кроме того, вместо выходных данных, показывающих прогнозы ареала для одного вида за раз, инструмент будет определять «места с современным климатом, похожим на будущий климат в целевом месте».
В 2010 году правительство Британской Колумбии реализовало проект по расширению ареала для одного конкретного вида полога: западной лиственницы . Теперь лиственницу можно было выбирать для провинциальных проектов по лесовосстановлению почти на 1000 километров севернее ее нынешнего ареала. [60] Исследования показали, что западная лиственница, самая продуктивная из трех видов лиственницы, произрастающих в Северной Америке, [101] не испытывает проблем с ростом на севере Британской Колумбии, где, по прогнозам, климатические условия будут соответствовать историческому ареалу западной лиственницы к 2030 году. [85] Это была первая одобренная правительством программа по расширению ареала для североамериканского дерева полога. Западная лиственница была выбрана для расширенной миграции видов из-за ее значительной коммерческой значимости и опасений, что изменение климата и паразиты, такие как горный сосновый короед, значительно сократят ее поставки. [102]
Лесники в Соединенных Штатах также инициировали «экспериментальные обработки» национальных лесов, в которых преобладает лиственница, в Монтане. [103] Однако, если будут реализованы некоторые «сценарии агрессивного потепления климата», лесникам придется отказаться от любых ожиданий помочь этому виду сохранить свое присутствие к югу от канадской границы. [101]
Исследователи лесного хозяйства из Университета Британской Колумбии Сьерра Маклейн и Салли Эйткен были среди первых ученых, которые занялись экспериментальными посадками на большие расстояния, чтобы проверить, насколько далеко на север могут прорасти и продолжить расти семена дерева, произрастающего в Северной Америке, в преддверии ожидаемого потепления в Северной Америке. [16] Они выбрали сосну белокорую для своего исследования, поскольку это ключевой вид , который уже находится под угрозой исчезновения в западной части Северной Америки. Авторы использовали моделирование распределения видов , чтобы узнать, что этот вид, вероятно, будет истреблен из большей части своего текущего ареала по мере повышения температуры в течение следующего полувека. Те же модели указывают на то, что большая территория на северо-западе Британской Колумбии уже климатически подходит для этого вида в текущих условиях и останется таковой в течение всего 21-го века.
Экспериментальные посадки на восьми участках начались в 2007 году. Десять лет спустя были подсчитаны результаты. Защитный снежный покров в течение зимы, за которым следовало весеннее таяние, заканчивающееся в апреле или мае, оказались гораздо лучшим индикатором выживания и роста саженцев, чем широта. Действительно, самые высокие саженцы, измеренные в 2017 году, были на самом северном экспериментальном участке — в 600 километрах от текущего распространения вида. Авторы объяснили, что «послеледниковая миграция была слишком медленной» для этой крупносемянной сосны, чтобы отслеживать потепление, даже в течение тысяч лет, которые предшествовали темпам и масштабам антропогенного изменения климата . [104] Эти экспериментальные посадки для изучения полюсных пределов толерантности, воспроизводства и процветания белокорой сосны являются первыми шагами на пути к внедрению. [105]
В 2012 году канадское федеральное правительство объявило сосну Белокорую исчезающей в соответствии с Законом о видах под угрозой исчезновения . Соответственно, она стала первым деревом, внесенным в федеральный список исчезающих деревьев в западной Канаде. [106]
В 2022 году Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных США также действовала. Она включила сосну Белокорую в самую низкую категорию уязвимости: «под угрозой». Были описаны четыре отдельные угрозы, начиная с пузырчатой ржавчины белой сосны как «основного стрессора». Горный сосновый короед , измененные режимы пожаров и «последствия изменения климата» добавляют проблем. [107] Этот список знаменует собой первый случай, когда дерево, считающееся экологически важным на обширном ареале в Соединенных Штатах, признано уязвимым к вымиранию. [108] Еще до официального списка началось сотрудничество между заинтересованными сторонами. [109] Поддерживающие исследования и действия были предприняты природоохранной организацией American Forests , а также новой организацией, специально занимающейся деревом: Фондом экосистемы сосны Белокорой. [110] Другими соавторами являются ученые-исследователи из Лесной службы США , генетики из Калифорнийского университета в Дэвисе и конфедеративные племена салиш и кутенай . Бюро по управлению земельными ресурсами США и Служба национальных парков также принимали участие в консультациях перед внесением в список агентства, отвечающего за исчезающие виды: Службы охраны рыбных ресурсов и диких животных США . [109]
Биосферный заповедник бабочек-монархов в центральной Мексике зависит от целостности своих вечнозеленых лесных деревьев, которые служат зимней средой обитания для ежегодного мигранта на большие расстояния: бабочки-монарха . Пихта оямеля является основным видом вечнозеленых растений, на которых зимующие бабочки проводят значительное время во время своей зимней диапаузы или приостановленного развития. [111] Выживание дерева находится под угрозой на его более низких высотах на склонах гор, отчасти из-за изменения климата . Климатический стресс также указывает на слабое пополнение саженцев , что означает, что большинство саженцев пихты оямеля не выживают после этой точки. Это верно даже для более высоких лесных высот, где деревья в противном случае не показывают сильных показателей стресса. [112] Проводятся эксперименты по миграции вверх по склону, и результаты показывают, что «400 метров вверх по высоте (т. е. вспомогательная миграция) для компенсации будущего более теплого климата, по-видимому, не оказывают никакого отрицательного воздействия на саженцы, хотя потенциально обеспечивают более тесное соответствие будущему климату». [113]
Помощь в миграции пихты оямеля осложняется необходимостью посадки этого теневыносливого вида под растениями-помощниками , особенно из-за экстремальной солнечной радиации и большой разницы между дневными и ночными температурами на больших высотах. [104] [114] Таким образом, там, где участки на склонах лишены лесной тени, в первую очередь необходимо посадить растения-помощники (например, Baccharis conferta ). [112]
Совместные организации агентств США и Канады и группы по интересам в области лесного хозяйства начали экспериментировать с одним или несколькими из трех типов вспомогательной миграции. Среди них проект Адаптивное лесоводство для изменения климата (ASCC) [115] и Экспериментальная сеть вспомогательной миграции и создания лесоводства (ENAMES). [116]
К 2021 году проекты по адаптации к климату в лесном хозяйстве были расширены и стали включать посадку «новых видов» из южных широт того же континента. [117] [118] Ранним примером был обновленный план управления для исследовательского леса Петавава к северо-западу от Оттавы в провинции Онтарио , Канада. [119] Помимо посадки семян из более южных популяций существующих видов в лесу, руководящие принципы управления также разрешали эксперименты по посадке видов деревьев, самые северные ареалы которых находились далеко на юге, в частности, нескольких видов гикори , виргинской сосны и американского каштана . В статье 2023 года сообщается о раннем успехе продолжающегося эксперимента по «расширению ареала» в другой восточной провинции Канады. В Квебеке ученые-лесоводы экспериментально посадили сахарный клен , Acer saccharum , к северу от его нынешнего ареала. Ожидается, что в Канаде этот вид пострадает из-за конкуренции со стороны более южных видов деревьев, перемещающихся на север. [120]
В 2019 году небольшой земельный фонд в северном Мичигане , Leelanau Conservancy, начал рекомендовать землевладельцам сажать «деревья, естественные ареалы которых заканчиваются к югу отсюда, но, по прогнозам, будут хорошо расти в нашем регионе». [121] К 2023 году сообщалось, что еще два земельных фонда в Мичигане также высаживают более южные виды деревьев, включая платан , папайю , эвкалипт , тюльпановое дерево , кофейное дерево Кентукки , гледичию и красную шелковицу . [122]
В Миннесоте The Nature Conservancy объединилась с государственным лесным агентством и учеными Лесной службы США, чтобы выявить варианты адаптации к изменению климата, где отмирание деревьев бореальных лесов уже очевидно в северных лесах . [123] Статья, опубликованная в 2022 году Департаментом природных ресурсов Миннесоты, сообщает о реализации проектов по содействию миграции населения и расширению ареала с использованием деревьев, произрастающих в южных регионах штата. [124] В 2023 году сообщалось, что Национальный лес Супериор , расположенный на границе Миннесоты с Канадой, находится на стадии планирования возможной «миграции деревьев с помощью человека» более южных видов деревьев. [125] Окончательный отчет был выпущен в 2023 году под названием «План миграции с помощью Национального леса Супериор». [126] Это был первый национальный лес в США, который опубликовал план адаптации к изменению климата , который «реализовал» [127] содействию миграции. Однако одобрение было дано только для двух из трех видов вспомогательной миграции: вспомогательная миграция населения и вспомогательное расширение ареала. Таким образом, отчет воздержался от всеобщего разрешения на перемещение любых видов деревьев на север, которые еще не встречаются в Верхнем национальном лесу. Поскольку климатические прогнозы для Миннесоты подразумевают более сухие и более теплые условия, проводятся эксперименты по возможному внедрению дерева, широко распространенного на американском западе, но находящегося в нескольких сотнях миль от северных лесов Миннесоты. Сосна желтая ( Pinus ponderosa ) из Блэк-Хиллз в Южной Дакоте проходит испытания в качестве возможной замены для продолжающегося отмирания официального государственного дерева Миннесоты : красной сосны ( Pinus resinosa ). [30] [6] Брайан Палик, исследователь лесного хозяйства, участвующий в проекте, сообщает о благоприятных первых результатах. Сосна желтая, по его словам, «растет лучше, чем все остальное, что мы сажали». [124] В 2023 году исследователи сообщили, что даже более южные виды деревьев «чувствуют себя хорошо» в тестовых посадках. К ним относятся северный пекан и американский платан . [128]
Ранней весной 2020 года многогрупповые усилия [129] начали восстанавливать 154 акра леса пихты Дугласа, вырубленного в 2012 году на низком участке к востоку от Сиэтла , штат Вашингтон. Проект Stossel Creek [130] в первую очередь представляет собой попытку восстановления водораздела с использованием местных видов деревьев, но он также экспериментирует с дальней миграцией популяции доминирующего дерева полога, пихты Дугласа. Саженцы пихты Дугласа были получены из питомников, расположенных в нескольких сотнях миль к югу, в Орегоне и даже в Северной Калифорнии. Поскольку в питомнике не хватало местного западного красного кедра , руководители проекта решили заменить его близкородственным хвойным деревом, полученным из Орегона и Северной Калифорнии: кедр ладанный . Этот вид более устойчив к засухе, чем западный красный кедр, но все дикие популяции встречаются к югу от штата Вашингтон. Включение кедра ладана в список посадок, таким образом, привносит элемент помощи в миграцию видов в этот проект по восстановлению лесов . [131] Выживаемость в первый год была высокой для саженцев пихты Дугласа и кедра ладана, полученных с юга. [132]
В то время как экстремальная летняя засуха и жара в горных штатах и провинциях западной части Северной Америки вызвали массовые вспышки местных короедов и вызванные пожарами потери лесных пологов, гибель деревьев в восточной половине Северной Америки происходит по другому сочетанию причин. [2] Примечательно, что гибель деревьев ускорилась из-за массовых вспышек неместных насекомых. Все четыре широко распространенных вида полога ясеня (род Fraxinus ) в восточных штатах и провинциях были уничтожены в последние десятилетия азиатским жуком, изумрудной ясеневой златкой . [133] По состоянию на 2023 год в районе Великих озер проводились эксперименты по ассистированной миграции деревьев, специально направленные на поиск одной или нескольких замен для адаптированного к водно-болотным угодьям черного ясеня . [30] В 2022 и 2023 годах государственные учреждения и племена в северной Миннесоте и Висконсине начали заменять черные ясени, недавно убитые изумрудной ясеневой златкой, более чем дюжиной видов деревьев, адаптированных к влаге, некоторые из которых достигают своих северных границ ареала в ста или более милях к югу. Эта попытка гарантировать, что лесной полог снова будет преобладать в региональных водно-болотных угодьях, таким образом, также влечет за собой форму адаптации к климату с помощью расширения ареала для таких видов, как восточный тополь , американский каркас и речная береза . [134]
Самая смелая попытка ассистированной миграции деревьев лесного полога была инициирована гражданами в районе Сиэтла в 2016 году. К 2023 году их действия стали настолько существенными, что на национальном мероприятии было опубликовано длинное журналистское эссе. Оно называлось «Можем ли мы спасти секвойи, помогая им переехать?» [135] [136] Два месяца спустя в длинной новостной статье были представлены взгляды полудюжины профессиональных лесоводов из штатов Орегон и Вашингтон. [137] Их заявления ясно дали понять, что граждане, использующие «ассистированную миграцию видов» при выборе посадок деревьев (например, секвойи), были более экстремальными, чем профессионалы, сосредоточенные на «ассистированной миграции населения», были готовы реализовать сами.
В 2024 году мексиканский лидер, который долгое время выступал за то, чтобы вспомогательная миграция стала стандартным инструментом адаптации к климату в североамериканских лесных практиках, опубликовал краткую статью, в которой пришел к выводу, что тогдашний Эль-Ниньо уже подтолкнул глобальные температуры к пороговому значению повышения в 1,5 °C, что создает самоусиливающиеся переломные моменты . Его вывод: «Таким образом, пришло время обсудить болезненные решения по управлению лесами, такие как ожидаемое прореживание для снижения конкуренции за воду и постепенная замена местных популяций лесов более устойчивыми к засухе источниками и видами». [138]
Зрелые садовые посадки деревьев к северу от их родных ареалов являются формой эксперимента по содействию миграции, который уже идет. [139] Поскольку первоначальные посадки, вероятно, не включали в себя цель помочь деревьям мигрировать на север в условиях потепления климата, эту форму содействию миграции можно назвать непреднамеренной или непреднамеренной. Джесси Беллемар и его коллеги, возможно, ввели этот термин в статье, опубликованной в 2015 году: «Похоже, что подмножество местных растений, особенно тех, которые имеют декоративную ценность, уже могли иметь возможности сместить свои ареалы на север с помощью непреднамеренной помощи человека». [140] Беллемар предполагает: «Местное садоводство растений дает нам некоторые захватывающие идеи о том, что, вероятно, произойдет с изменением климата». [141]
Самое высокое дерево в мире — это секвойя прибрежная ; самое массивное дерево — тесно связанная с ней гигантская секвойя . Оба вида имеют непересекающиеся естественные ареалы, ограниченные Калифорнией, хотя секвойя прибрежная простирается на несколько миль к северу вдоль самого южного побережья Орегона. Оба вида были посажены в качестве озеленяющих деревьев в городских районах в сотнях миль к северу по широте от их естественных ареалов, [142] [143] включая штат Вашингтон [144] и Британскую Колумбию. [145] В 2022 году публикация Канадской лесной службы использовала такие северные садовые посадки, а также обзор исследований, подробно описывающих палеобиогеографию секвойи и текущие условия ареала, в качестве оснований для предположения, что канадский остров Ванкувер уже предлагает «узкие полоски оптимальной среды обитания» для расширения ареала секвойи прибрежной. [145]
Видеодокументация и анализ выборки садовых насаждений обоих видов деревьев Калифорнии показывают сильный рост от Портленда до Сиэтла — существенно севернее их родных ареалов. В то время как садоводческие посадки секвойи прибрежной и секвойи гигантской регулярно производят шишки в этом северном регионе, только секвойя прибрежной задокументирована как полностью натурализованная. Об этом свидетельствуют саженцы и молодые деревья, растущие рядом с первоначальными посадками. [146]
В 2023 году на участке недалеко от Сиэтла прошла ежегодная встреча Ассоциации лесоводов Вашингтонской фермы. Группа посетила «процветающую рощу 33-летних секвой», которая была намеренно посажена на семейной лесной ферме в 1990 году. PropagationNation, гражданская группа, продвигающая посадку как прибрежной секвойи, так и гигантской секвойи на северо-западе Тихого океана, [147] опубликовала отчет об истории рощи секвойи и опыте группы на этом участке. [148] Сообщалось, что роща растет быстрее, чем местные виды деревьев, посаженные на соседнем участке собственности. В 2008 году 18-летние секвойи были такой же высоты, как и роща 38-летней пихты Дугласа, растущей поблизости. Текущие измерения показывают рост высоты около 4 футов в год. Сейчас 33-летние секвойи имеют высоту 135 футов. [148]
Когда владельца спросили о текущих целях фермы по управлению рощей секвойи, он ответил: «Моя единственная цель — вырастить самые высокие деревья в мире». [148]
Действия гражданской группы Propagation Nation стали спорными в конце 2023 года. В октябре в длинной статье журнала New York Times Magazine положительно сообщалось о распространении группой саженцев секвойи среди лесоводческих ферм, общественных парков и частных лиц в обширном регионе, окружающем город Сиэтл. [135] В декабре агентство Associated Press эксклюзивно сообщило о критике со стороны специалистов в регионе и на национальном уровне: Начав поддерживать эксперименты по «помощи миграции населения» основного местного древесного дерева, пихты Дугласа, специалисты объединились против крупномасштабных посадок калифорнийских секвой на северо-западе Тихого океана. [149] В следующем месяце, в январе 2024 года, была опубликована региональная новостная статья, которая в очередной раз продемонстрировала сильную поддержку, а также смелые заявления основателя группы. [150]
Частные землевладельцы, сажающие деревья за пределами местных ареалов для садоводческих или коммерческих целей, по закону не обязаны получать правительственное одобрение на это. Таким образом, практика посещения зрелых частных или ботанических садовых насаждений с целью оценки жизнеспособности преднамеренной миграции древесных пород еще не задокументирована как стандартная практика. До сих пор наиболее известный пример документирования посадок на севере относится к гражданской группе Torreya Guardians , [151] [152] оправдывающей свои действия по посадке семян официально внесенного в список исчезающих видов деревьев, Florida torreya , в сотнях миль к северу. [153]
Уменьшение тумана вдоль северного побережья Калифорнии уже существенно [154] , и его последствия сделают прибрежную секвойю все более «подверженной засухе в условиях летнего климата с уменьшенной частотой туманов и большей потребностью в испарении». [155] Исследователи начали изучать, как уменьшение тумана из-за изменения климата сделает среду обитания непригодной для прибрежной секвойи в южных частях ее ареала. [156] Даже в северных частях нынешнего ареала изменение климата может ограничить обитаемость, так что низкие склоны вдоль рек станут последними убежищами. [157] Авторы гостевой редакционной статьи в выпуске Journal of Ecology за 2021 год представили прибрежную секвойю в заключительном заявлении: «Мы ожидаем, что доминирующие виды деревьев, находящиеся под угрозой в пределах их ареала (например, прибрежная секвойя), должны будут быть перемещены на уровне ландшафта, чтобы защитить общую среду обитания, продуктивность экосистемы и связанные с ней виды». [158]
Внезапная гибель некоторых ранее здоровых гигантских секвой , которые произрастают на западном склоне горного хребта Сьерра-Невада , связана с рекордной засухой в Калифорнии 2012–2016 годов. Гибель застала ученых и управляющих национальными парками врасплох в течение следующих нескольких лет, поскольку ослабленные засухой деревья стали жертвами нашествия короедов в своих тонких верхних ветвях. [159] Поскольку засуха уничтожила огромное количество обычных видов сосен и елей, которые окружают отдельные рощи гигантских секвой, в 2020 году по региону прокатился лесной пожар катастрофической интенсивности, Castle Fire . Врожденная огнестойкость даже самых высоких и крепких секвой [160] не смогла защитить рощи. По оценкам, погибла десятая часть всей местной популяции гигантских секвой. [161] Межведомственная коалиция по землям гигантских секвой, сформированная в 2021 году, сообщила, что «гигантские секвойи известны своей устойчивостью к насекомым и болезням, а также своим жизненным циклом, адаптированным к пожарам, однако засуха 2012–2016 годов, по-видимому, стала переломным моментом для гигантских секвой и других смешанных хвойных лесов Сьерра-Невады». [162]
Естественные и здоровые леса включают в себя разнообразие местных растений нижнего яруса . Поскольку растения нижнего яруса требуют здорового полога деревьев верхнего яруса , помощь в миграции растений нижнего яруса лишь изредка упоминается в публикациях по лесоводству на тему адаптации к климату . [49]
Два рода, Taxus и Torreya , из древнего семейства тисовых , называемых Taxaceae, были предложены в качестве важных компонентов подлеска из-за их ценности в предоставлении экосистемных услуг для восстановления лесов и проектов адаптации к климату в Китае. Авторы делают вывод: «Виды Taxaceae могут способствовать формированию структурно сложных насаждений повышенной ценности для биоразнообразия и повышенной стабильности, тем самым также способствуя смягчению последствий изменения климата , а также другим важным экосистемным услугам. Кроме того, использование редких видов Taxaceae при лесовосстановлении также поможет сохранить эти редкие виды в меняющемся будущем». [163] Оба рода имеют отдельные виды, произрастающие в западных и восточных регионах Северной Америки. Однако только Florida torreya находится под угрозой исчезновения , и гражданская группа под названием Torreya Guardians высаживает этот вид в сотнях километров к северу от его родного ареала. [164] [165] [166]
Местные виды магнолии в восточной части Северной Америки широко высаживались из-за их декоративной красоты в садоводческих контекстах далеко к северу от их родных ареалов. Хотя почти половина всех видов магнолии находится под угрозой исчезновения во всем мире, перемещение и культивирование некоторых видов с помощью человека привело к их выживанию и распространению далеко за пределами родного ареала. Продолжающаяся натурализация таксонов магнолии за пределами ареала была связана с изменением климата. [167] Ботаники задокументировали примеры, когда такие посадки полностью натурализовались, то есть когда близлежащие саженцы и молодые деревья свидетельствуют о том, что не только были получены жизнеспособные семена, но и среда обитания и климат были благоприятны для укоренения и роста саженцев. Это примеры непреднамеренной вспомогательной миграции. Ботаник Тодд Раунсавилль предполагает: «Существует важная необходимость в изучении и сообщении экологических процессов натурализации деревьев в новых средах для руководства разработкой политики и управлением лесами в отношении изменения климата, смещения ареалов видов и вспомогательной миграции». [167]
Одним из примеров является южная магнолия , Magnolia grandiflora . Это небольшое вечнозеленое дерево широко высаживается в качестве декоративного растения вплоть до Новой Англии и Мичигана на севере. Дерево выдерживает те регионы, которые находятся далеко к северу от его родного ареала вдоль побережья юго-востока США. Но не было зафиксировано ни одного случая полной натурализации в таких высоких широтах. В 2011 году ботаники задокументировали натурализацию около Чапел-Хилл, Северная Каролина, что более чем в ста километрах от его самого северного родного ареала в Северной Каролине и вглубь страны. [168]
Крупнолистная магнолия , Magnolia macrophylla , еще одно широко распространенное декоративное растение, было задокументировано как полностью натурализованное в штате Коннектикут. Это в 130 километрах к северо-востоку от его исторически родного ареала. Поскольку климатические модели прогнозируют серьезное сокращение в южной части его родного ареала, Уильям Мурхед рекомендует, чтобы «дополнительные места для этого заметного вида были найдены в районе со схожими климатическими условиями между Лонг-Айлендом и центральным Коннектикутом, например, вдоль северного побережья пролива Лонг-Айленд и в нижней части долины Гудзона». [169]
Магнолия зонтичная ( Magnolia tripetala ) была задокументирована как натурализованная в более чем дюжине мест, расположенных далеко к северу от ее исторического ареала. Проблемы с распространением, по-видимому, ограничили ее постледниковое расширение ареала регионами к югу от самой дальней границы континентального льда. В то время как садовые посадки на севере Массачусетса еще в 18 веке демонстрировали толерантность видов к тогдашнему климату, только недавно эти старые садовые посадки начали распространять потомство в прилегающие подходящие места обитания, становясь довольно многочисленными даже в лесах с полным пологом, по словам ботаников Джесси Беллемара и Клаудии Диг. Они пишут: «Модель относительно синхронного побега и укоренения этого южного вида деревьев за последние 20–30 лет, по-видимому, наиболее согласуется со связью с недавним потеплением климата на северо-востоке США». [170]
Фрагментация лесной среды обитания , вызванная сельским хозяйством и развитием жилых районов, давно признана препятствием для способности растений географически отслеживать изменение климата . [171] Несколько дополнительных факторов стресса, связанных с человеком, теперь также признаны снижающими способность деревьев адаптироваться к изменению климата путем «миграции к полюсу». [172] Одним из таких факторов стресса является ситуация, когда плотность местных оленей аномально высока из-за отсутствия хищников и условий ландшафта или управления, которые исключают охоту человека в адекватных масштабах. В этих условиях виды деревьев, листья и ветки которых приятны для оленей, не способны запустить следующие поколения, даже если они все еще хорошо представлены в пологе леса. [173] Другой фактор стресса возникает из-за неместных инвазивных растений , которые могут быстро занять просвет в пологе, тем самым затеняя местные саженцы деревьев, которые в противном случае могли бы укорениться. [172]
{{cite book}}
: CS1 maint: другие ( ссылка )