Szerokość słojów i rekonstrukcje hydroklimatyczne oparte na δ18O pozwalają rozróżnić suszę glebową i atmosferyczną w lasach górskich północno-wschodniego Iranu

Dlaczego stare drzewa w suchych górach mają znaczenie

W dużej części Iranu woda jest rzadka, a okresy suszy stają się dłuższe i silniejsze. W wysokich górach na północnym wschodzie wytrzymałe jałowce trzymają się skalistych stoków i cicho zapisują te zmiany w swojej drewnie. Czytając delikatne linie i subtelne chemiczne ślady w słojach, naukowcy mogą odczytać 200‑letnią historię tego, jak różne rodzaje suszy obciążały te lasy i co to może oznaczać dla ich przyszłości.

Dwa rodzaje wysychania nieba

Nie wszystkie susze są dla drzewa takie same. Jeden typ występuje, gdy gleby wysychają i korzenie mają trudność z pobraniem wystarczającej ilości wody. Inny pojawia się, gdy powietrze staje się wyjątkowo „spragnione”, wysysając wilgoć z liści nawet gdy grunt wciąż zawiera część wody. Badanie koncentruje się na obu formach stresu w półsuchych górach Hezar Masjed na północnym wschodzie Iranu, gdzie otwarte bory jałowcowe rosną na cienkich, kamienistych glebach. Korzystając z ograniczonych danych stacji meteorologicznych i globalnych danych o suszy, badacze śledzili suchość związaną z glebą, opisaną przez indeks klimatyczny łączący opady i parowanie, oraz suchość powietrza, mierzoną jako siła, z jaką powietrze pobiera wodę z liści.

Co mówią nam słoje drzew

Zespół pobrał próbki z niemal pięćdziesięciu długo żyjących jałowców na stromym stoku, zabierając wąskie rdzenie z pni bez zabijania drzew. Z każdego rdzenia zmierzyli szerokość każdego rocznego słoja — klasyczną metodę oceny, jak dobrze drzewo rosło w danym roku. Wyizolowali też i przeanalizowali atomy tlenu w drewnie wybranych drzew. Względna obfitość tych atomów przesuwa się w zależności od tego, jak suche było powietrze, gdy drzewo tworzyło nową tkankę. Szerokie słoje w głównej mierze odzwierciedlają, ile wody jest dostępne w glebie podczas wczesnego okresu wegetacyjnego, podczas gdy sygnał tlenu rejestruje suchość powietrza w całym ciepłym sezonie. Budując dwie 200‑letnie serie — jedną szerokości słojów i jedną zmian isotopowych tlenu — stworzyli szczegółowy obraz warunków wzrostu w przeszłości.

Odtwarzanie dwóch stuleci suszy

Posługując się nowoczesnymi zapisami klimatu z lat 1984–2020 jako odniesieniem, naukowcy zbudowali statystyczne powiązania między danymi z drzew a dwoma miarami suszy. Same wartości tlenu były wystarczająco silne, by odtworzyć przeszłe zmiany w suchych warunkach powietrza w miesiącach ciepłych. Gdy połączyli szerokość słojów z zapisem tlenu, mogli także odtworzyć sezonowy indeks suszy glebowej, który odzwierciedla, ile wody drzewa mogły pobrać z gruntu. Te rekonstrukcje pokazują częste suche lata na przestrzeni ostatnich dwóch stuleci, ale także ujawniają okresy szczególnie surowych warunków pod koniec XIX wieku, w częściach XX wieku i, co najważniejsze, w ostatnich kilkudziesięciu latach wraz z ociepleniem regionu.

Z której suszy drzewa cierpią najbardziej

Aby zobaczyć, jak drzewa reagowały, badacze pogrupowali lata na trzy zestawy — silna susza, umiarkowana susza i brak suszy — w oparciu o suchość powietrza, suchość gleby lub obie razem. Następnie porównali szerokości słojów przed, w trakcie i po tych latach. Wzrost spadał najbardziej, gdy wilgotność gleby była niska, niezależnie od tego, czy powietrze było również wyjątkowo suche. Lata z suchą glebą i suchym powietrzem miały niemal równie duży wpływ, podczas gdy lata z suchym powietrzem same w sobie powodowały tylko umiarkowane i krótkotrwałe spadki wzrostu. Nawet po silnych suszach napędzanych przez glebę większość drzew wracała do niemal normalnego wzrostu w ciągu około dwóch lat, co sugeruje pewien stopień odporności, ale także ukazuje, jak często te lasy funkcjonują pod stresem.

Co to oznacza dla lasów górskich

Badanie pokazuje, że dla lasów jałowcowych w północno‑wschodnim Iranie kluczowym zagrożeniem nie jest jedynie cieplejsze, suchsze powietrze, lecz powolne wyczerpywanie wilgoci z już płytkich górskich gleb. Suchość powietrza działa jako dodatkowe obciążenie, gdy zbiega się z ubogą wodą w glebie, doprowadzając drzewa bliżej ich granic. W ciągu ostatnich pięćdziesięciu lat odsetek najsilniejszych lat suszy, zwłaszcza tych z bardzo suchym powietrzem, wzrósł. Dla zarządców gruntów i społeczności polegających na tych lasach wyniki sugerują, że działania chroniące wilgotność gleby — takie jak ograniczanie erozji, poprawa pokrywy gruntowej i wybór gatunków odpornych na suszę — będą kluczowe dla utrzymania tych zalesień na dużych wysokościach przy ocieplającym się klimacie.

Cytowanie: Foroozan, Z.P., Mazaherifar, M.H., Aryal, S. et al. Tree-ring width and δ¹⁸O-derived hydroclimatic reconstructions allow a distinction between soil and atmospheric drought in the Mountain Forests of Northeastern Iran. Sci Rep 16, 15601 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-52364-3

Słowa kluczowe: słojowanie drzew, susza, lasy jałowcowe, klimat Iranu, wilgotność gleby