왜 눈 덮개가 없어지면 더 큰 환경 피해를 초래할 수 있는지

기후 변화는 종종 열, 가뭄 및 허리케인의 이미지를 불러 일으 킵니다. 그러나 2018 년 11 월 23 일에 발표 된 최신 미국 국가 기후 평가에 따르면, 겨울은 최근 몇 년 동안 동북부의 여름보다 3 배 더 빨리 온난화되었습니다. 이러한 변화는 또한 중요한 영향을 미치고 있습니다.

역사적으로 북반구의 50 % 이상이 겨울에 눈 덮히기가있었습니다. 이제는 따뜻한 기온으로 겨울 눈이 덮인 깊이와 깊이가 줄어 들었습니다. 많은 사람들은 겨울이 추운 기후에서 유기체를위한 휴면기라고 생각하지만, 수십 년에 걸친 연구 결과에 따르면 겨울 기후 조건, 특히 눈 덮인 숲 (snowpack)은 산림 생태계 및 그 속에 서식하는 유기체의 건강에 중요한 조절 자임을 보여줍니다.

특히, 지난 10 년 동안의 우리의 연구에 따르면 적설 감소는 나무의 건강을 해칠 수 있으며 숲의 물과 공기를 걸러내는 능력을 감소시킬 수 있습니다. 우리의 최근 연구에 따르면 계속되는 겨울 온난화로 미국 북동부 지역의 적설량이 크게 감소하여 나무 성장과 산림 탄소 저장량이 크게 감소 할 수 있습니다.

담요로서의 눈

우리는 미네소타와 캐나다 중남부에서 캐나다 해상 지방 및 미국 북동부에 이르기까지 설탕 단풍 나무, 자작 나무, 자작 나무 및 미국 너도밤 나무가 우거진 북부 나무 숲을 연구하여 85,000 평방 마일에 이릅니다. 이 숲은 활발한 가을 색으로 유명합니다. 관광객, 등산객, 사냥꾼, 야영자를 끌어 들이고 목재 및 메이플 시럽 산업을 지원하여 수익을 창출합니다. 그들은 또한 탄소를 저장하고 물과 공기의 질을 유지하는 것과 같은 중요한 생태 서비스를 제공합니다.

겨울이이 지역에서 침범 할 때, 종종 기온이 영하로 떨어지는 경우가 많으며 모든 종은 단열재가 필요합니다. 곤충과 같은 나무 뿌리와 토양 유기체는 눈이 덮힌 담요 인 추위로부터의 보호를 위해 깊은 스노우 팩에 의존합니다. 영하의 기온에서도 눈이 충분히 깊 으면 흙이 얼지 않을 수 있습니다.

뉴 햄프셔의 허바드 브룩 실험 숲 (Hubbard Brook Experimental Forest)에서 60 년 동안 연구 한 결과, 겨울철에 스노우 팩이 줄어들고 있음을 보여줍니다. 다른 학자들이 수행 한 연구에 따르면 이러한 추세가 계속된다면 산림 건강에 해로운 영향을 끼치는 토양 동결 - 해동의 가능성이 높아질 것입니다.

북방 숲에 눈이 필요한 이유

10 년 이상 우리는 허바드 브룩의 겨울 스노우 팩을 조작하여 예상되는 기후 변화가 북부 경목 우림에 미치는 영향을 연구했습니다. 초겨울에, 우리는 우리의 실험 플롯에서 눈을 제거하기 위해 각 강설 후 야외로 향합니다. 그런 다음이 단열층의 손실이 나무와 토양에 미치는 영향을 분석합니다.

우리는 눈을 제거한 플롯에서 서리가 토양으로 1 피트 이상 침투하는 반면 변화가없는 스노우 팩이있는 인접한 참조 플롯에서는 거의 2 인치 이상 확장되지 않는 것으로 나타났습니다. 그리고 동결 - 해동주기가 도시의 거리에서 움푹 들어간 곳을 만들고, 토양을 동결시키고, 나무 뿌리를 죽이고, 살아남은 사람들을 손해시키는 것과 마찬가지입니다.

이 뿌리 손상은 일련의 생태 반응을 야기합니다. 죽은 뿌리가 분해되어 토양에서 이산화탄소가 손실되는 것을 자극합니다. 나무는 토양에서 더 적은 양분을 흡수하고, 잎에 유독 요소 알루미늄을 축적하며, 가지 성장을 적게 만듭니다. 주요 영양소 인 질소는 토양에서 씻어 낼 수 있습니다. 토양 곤충 공동체는 덜 풍부하고 다양해진다.

감소하는 Snowpack이 나무 성장에 영향

가장 최근의 논문에서 우리의 기후 및 수 문학 모델은 미국 북동부 전역에서 단열성 한겨울의 스노우 팩을받는 숲의 면적이 2100 년까지 95 %까지 감소 할 수 있음을 보여줍니다. 현재 뉴욕 북부와 뉴타운의 삼림 면적은 3 만 3 천 평방 마일에 이릅니다. 영국은 일반적으로 겨울에 몇 달 동안 스노우 팩을 사용합니다. 2100 년경이 지역은 버몬트의 약 5 분의 1 크기 인 2,000 평방 마일보다 작은 패치로 축소 될 수 있습니다.

이 감소는 의심 할 여지없이 스키와 스노우 모빌 산업을 해칠 것이며 동북 도로를 더 많은 동결 - 해동 사이클에 노출시킬 것입니다. 그것은 또한 나무 성장에 상당한 영향을 미칠 것이다.

스노우 팩과 나무 성장 사이의 관계를 평가하기 위해, 우리는 다수의 설탕 단풍 나무 줄기에서 짚 크기의 목재 코어를 제거하기 위해 증분 보어라고하는 특수한 중공 드릴 비트를 사용했습니다. 이 나무들 각각은 자연의 겨울 스노우 팩 또는 5 년 연속으로 우리가 초기 겨울 스노우 팩을 제거한 경험이 있습니다. 우리가 코어를 사포로 닦아 현미경으로 관찰했을 때, 그들은 각 나무가 환경에 어떻게 반응 하는지를 이해하기 위해 사용할 수있는 연례 성장 고리를 밝혀 냈습니다.

처음 2 년 만에 우리의 분석은 스노우 팩이없는 구획에서 설탕 단풍 성장이 40 % 감소한 것을 보여주었습니다. 성장률은 향후 3 년 동안 40 ~ 55 % 가량 하락했다. 대조적으로, 한겨울에 눈 덮힌 나무 뿌리가있는 우리의 참고도에서 설탕 단풍 나무의 성장 감소가 없었습니다. 이 결과는 Hubbard Brook의 초기 제설 실험에서 관찰 된 다른 연구자의 뿌리 사망률과 비슷합니다.

허바드 브룩 (Hubbard Brook)에서는 설탕 교목이 연간 산림 바이오 매스 축적의 절반 이상을 차지할 수 있습니다. 결과적으로, 겨울 snowpack을 줄이고 토양 동결을 증가시키는 기후 변화는 북부 경재 산림 지역의 산림 성장률을이 나무에 미치는 영향을 통해 20 % 감소시킬 수 있습니다. 그러나 우리는 노란 자작 나무가 토양 동결에 따른 뿌리 손상을 입기 때문에 전체 산림 성장의 변화에 ​​대한 우리의 추정치는 낮을 것으로 예상됩니다.

성장하는 계절 기온이 나무의 성장 속도를 자극하여 적어도 부분적으로이 피해를 보상 할 수 있을지도 모른다고 일부 연구는 암시한다. 계절적으로 눈 덮인 지역의 숲이 계절에 따른 기후 변화의 상호 작용 효과에 어떻게 반응하는지 이해하기위한 연구는 거의 이루어지지 않았습니다. 이러한 격차를 해소하기 위해 2013 년 Hubbard Brook에서 계절 변화 실험을 실시했습니다.

이 프로젝트에서 우리는 4 월에서 11 월까지 눈이 내리지 않는 계절에 포리스트 히팅 케이블을 사용하여 숲의 토양을 5도 (섭씨 5도)까지 따뜻하게합니다. 겨울철에는 매설 된 난방 케이블 및 눈 삽질과 함께 온난화와 토양 동결 - 해동주기를 조합하여 사용합니다. 우리의 결과는 겨울철의 토양 동결 - 해동주기에 의한 뿌리 손상과 나무 성장 감소가 성장기의 토양 온난화에 의해 상쇄되지 않는다는 것을 보여줍니다.

우리의 연구는 겨울 기후의 간과 된 변화가 산림 생태계에 얼마나 자주 영향을 미칠 수 있는지 보여줍니다. 잃어버린 스노우 팩은 산림 성장, 탄소 격리 및 영양소 보유를 감소시킬 수 있으며, 이는 일년 내내 기후 변화와 대기 및 수질에 중요한 영향을 미칩니다.

이 기사는 원래 Andrew Reinmann과 Pamela Templer의 The Conversation에 게시되었습니다. 여기에 원본 기사를 읽으십시오.