Почему быстрорастущие деревья умирают молодыми

Наш анализ показывает, что деревья, которые быстро растут, умирают молодыми. Давно известно, что более быстрорастущие виды живут короче. Например, бальзовое дерево быстро вырастает до 20 метров и более, но проживет всего несколько десятилетий, в то время как некоторые сосны из щетины росли медленно и стабильно почти 5000 лет.

Мы обнаружили, что это верно не только при сравнении разных видов, но и при сравнении деревьев одного вида. Было неожиданно обнаружить, что этот компромисс происходит практически со всеми типами деревьев и экосистем, от тропических лесов с закрытым пологом до выносливых деревьев, храбрых в арктических регионах. Можно ожидать, что медленнорастущий бук проживет на несколько десятилетий дольше, чем его быстрорастущие сородичи. Это очень похоже на историю о зайце и черепахе: медленные, но стабильно растущие деревья живут дольше всех.

Мертвая белая сосна в национальном парке Лассен, Калифорния. Стив Фолькер, Департамент экологической и лесной биологии, Нью-Йорк, автор предоставил
Чтобы изучить последствия этого, мы сравнили, сколько углерода будет накоплено в рамках двух имитационных моделей деревьев. Одно моделирование включало этот компромисс «быстро растут, умирают молодыми», а другое использовало модель, в которой деревья жили одинаково долго, независимо от скорости их роста. Мы обнаружили, что деревья растут быстрее и умирают в более молодом возрасте, вначале увеличивая общий уровень биомассы, но через несколько десятилетий это также увеличило смертность деревьев.

Следовательно, в конечном итоге лес снова начинает терять биомассу и возвращается к тому же уровню, что и в начале, но с более быстро растущими и более короткоживущими деревьями. Наши модели показывают, что более быстрый рост приводит к более быстрой гибели деревьев без реального долгосрочного увеличения накопления углерода. Некоторые исследователи предсказали это давно, и наши результаты подтверждают их предсказание.

Эти модельные прогнозы согласуются не только с наблюдаемыми изменениями в динамике лесов в Амазонке, но и с недавним исследованием, в котором сообщается об увеличении гибели деревьев во всем мире.

Возникает интригующий вопрос, почему быстрорастущие деревья, «рок-звезды» леса, живут намного короче. У нас пока нет окончательного ответа, но мы рассмотрели некоторые потенциальные механизмы. Например, может случиться так, что более высокие температуры и другие изменения окружающей среды, которые стимулируют более быстрый рост, также сокращают продолжительность жизни деревьев. Однако мы обнаруживаем, что сокращение продолжительности жизни является результатом самого быстрого роста.

Одна простая гипотеза состоит в том, что деревья умирают, когда достигают определенного максимального потенциального размера, и чем быстрее дерево достигает этого размера, тем моложе оно умирает. Другие возможные объяснения заключаются в том, что быстрорастущие деревья просто делают древесину дешевле (с точки зрения затрат энергии) и вкладывают меньше ресурсов в борьбу с болезнями и нападениями насекомых или более уязвимы для засухи. Какой бы ни была причина, этот механизм необходимо встроить в научные модели, если мы хотим сделать реалистичные прогнозы будущего стока углерода и, следовательно, того, сколько CO₂ будет в атмосфере.