Πώς τα τροπικά ξηρά δάση ανταποκρίνονται στις ζημιές από τον τυφώνα
Η παγκόσμια κλιματική αλλαγή θεωρείται μια αναδυόμενη απειλή για τη διατήρηση και τη λειτουργία των ξηρών τροπικών οικοσυστημάτων, τα οποία είναι τα πιο απειλούμενα από όλα τα τροπικά δασικά οικοσυστήματα παγκοσμίως.
Στο τροπικό ξηρό δάσος (TDF) της ακτής του Ειρηνικού του Μεξικού, ειδικότερα, προβλέπεται αύξηση της μέσης έντασης του κυκλώνα και του αριθμού των πολύ έντονων καταιγίδων κατηγορίας 4 και 5. Πράγματι, σε μια περίοδο τεσσάρων ετών, οι τυφώνες έχουν προσγειωθεί δύο φορές στην ακτή του Ειρηνικού του Μεξικού, επηρεάζοντας άμεσα τη βλάστηση TDF. Τέτοια ακραία μετεωρολογικά φαινόμενα προκαλούν περαιτέρω άγχος στη βλάστηση, η οποία έχει ήδη υποστεί ανθρώπινη ενόχληση.
Στην παρούσα μελέτη, δοκιμάσαμε εάν το επίπεδο και ο τύπος της ζημιάς (σε μίσχους και κορώνες δέντρων) που προκλήθηκε στη βλάστηση TDF από τον τυφώνα Patricia (κατηγορία 4, Οκτώβριος 2015) επηρεάζεται από την προηγούμενη ανθρωπογενή διαταραχή του ξηρού δάσους. Συγκεκριμένα, στοχεύσαμε να απαντήσουμε στις ακόλουθες ερωτήσεις:(1) πώς οι τυφώνες υψηλής έντασης επηρεάζουν τη βλάστηση TDF, όσον αφορά τη ζημιά και την ανάκτηση, σε δύο τύπους οικοτόπων (δευτερογενές δάσος και δάσος παλαιάς ανάπτυξης); (2) πώς σχετίζεται η δομή και η σύνθεση της βλάστησης με τη ζημιά και την ικανότητα ανάκτησής της; και (3) πώς εξηγούν τα λειτουργικά χαρακτηριστικά των φυτών τη ζημιά και την ανάκτηση των ειδών;
Για το σκοπό αυτό, πρώτα αντιπαραβάλαμε τη ζημιά στη βλάστηση και την ικανότητα αναβλάστησης των επιζώντων μεταξύ δευτερογενών δασών και δασών παλαιάς ανάπτυξης. Στη συνέχεια, αξιολογήσαμε τη πιθανή σχέση μεταξύ της σύνθεσης και της δομής της βλάστησης (χαρακτηριστικά επιπέδου στάθμης) και της βλάβης της βλάστησης και της ικανότητας ανάκτησης. Τέλος, αξιολογήσαμε τη συσχέτιση μεταξύ των εμβιομηχανικών και των λειτουργικών χαρακτηριστικών των φύλλων και της βλάβης και της ανάκτησης της βλάστησης σε επίπεδο είδους. Συνολικά, αξιολογήσαμε 3732 άτομα από 279 είδη σε οκτώ αγροτεμάχια βλάστησης, τέσσερα που αντιστοιχούν σε δάση παλαιάς ανάπτυξης (OGF) και τέσσερα που αντιστοιχούν σε δευτερεύοντα δάση (SF).
Γενικά, οι πιο σοβαροί τύποι ζημιών ήταν προκατειλημμένοι προς τα ψηλότερα δέντρα, καθώς θα μπορούσαν να είναι πιο ευάλωτα στη μηχανική αστάθεια. Βρήκαμε ότι το OGF έλαβε μεγαλύτερο ποσοστό σοβαρών τύπων ζημιών από το SF, αν και τα ψηλά δέντρα στο SF θα μπορούσαν να αντιμετωπίσουν υψηλότερη θνησιμότητα. Τα ψηλά δέντρα θα παρουσίαζαν μεγαλύτερη μηχανική αστάθεια που προκαλείται από ισχυρούς ανέμους και αυτό θα καθόριζε μεγαλύτερη πιθανότητα να σπάσουν. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα όταν πρόκειται για αναδυόμενα δέντρα σε θόλο χαμηλότερου ύψους όπως στο SF, όπου το ύψος των φυτών φαίνεται να σχετίζεται περισσότερο με σοβαρές ζημιές από τη βασική τους περιοχή. Επιπλέον, καθώς το OGF παρουσιάζει υψηλότερη πυκνότητα, καθώς και δέντρα με μεγαλύτερο ύψος και βασική επιφάνεια, τα οποία είναι πιο επιρρεπή στο σπάσιμο, μπορεί να υποστούν ένα «φαινόμενο ντόμινο» (Canham, 1978), όπου οι κορμοί που πέφτουν μπορεί να βλάψουν τα παρακείμενα δέντρα. , αποδυναμώνοντας τις ρίζες τους και ανοίγοντας το κουβούκλιο. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα υψηλότερα ποσοστά δέντρων ξεριζωμένα, σπασμένα, λυγισμένα, κεκλιμένα ή χωρίς κλαδιά.
Φυτά μεγάλου μεγέθους σε δευτερεύοντα δάση, καθώς και φυτά όλων των μεγεθών στο OGF, ήταν σε θέση να παράγουν υψηλούς αριθμούς βλαστάρι/βασική περιοχή. Αυτά τα ευρήματα επιβεβαιώνουν ότι η ικανότητα βλάστησης είναι σημαντική στη δυναμική και την ανθεκτικότητα της δασικής κοινότητας, ιδιαίτερα μετά από σοβαρή διαταραχή. Η βλάστηση, πράγματι, περιλαμβάνει πολυάριθμα οικολογικά πλεονεκτήματα που σχετίζονται με την επιμονή μετά από διαταραχές, καθώς η αποκατάσταση μέσω των πηγών σπόρων μπορεί να περιοριστεί από τα υψηλά ποσοστά θήρευσης σπόρων από μυρμήγκια και μικρά τρωκτικά και από φυσιολογικούς περιορισμούς στην επιβίωση. Τα είδη με σπόρους διασκορπισμένους σε ζώα θα βρίσκονται επίσης σε μειονεκτική θέση, καθώς οι φορείς δεν θα μετακινηθούν σε μεγάλα ξέφωτα.
Η ικανότητα αναβλάστησης των ειδών (μέσος αριθμός βλαστών και αναλογία ατόμων που βλάστησαν) συσχετίστηκε επίσης θετικά με τη σχετική περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη και την πυκνότητα των φύλλων, αλλά σχετίστηκε αρνητικά με τη συγκεκριμένη φυλλική επιφάνεια και τη νωπή μάζα των φύλλων. Υπό αυτή την έννοια, τα είδη που συνδυάζουν υψηλή φωτοσυνθετική δραστηριότητα και πυκνά/αν και φύλλα θα παράγουν μεγαλύτερο αριθμό βλαστών. Αυτό υποδηλώνει ότι μετά από σοβαρές διαταραχές, όπως οι τυφώνες υψηλής έντασης, η αναγέννηση των ειδών με μια συνδυασμένη στρατηγική από εξαιρετικά παραγωγικούς και ανθεκτικούς φυλλικούς ιστούς θα μπορούσε να ευνοηθεί μέσω της αναβλάστησης.
Η σύνθεση, τόσο της παλαιάς ανάπτυξης όσο και των δευτερογενών τροπικών ξηρών δασών, είναι πολύ ευάλωτα σε τυφώνες υψηλής έντασης, καθώς τα περισσότερα άτομα τους (90% περίπου) υπέστησαν ζημιές. Ωστόσο, το OGF έλαβε μεγαλύτερο ποσοστό σοβαρών τύπων ζημιών, κυρίως λόγω του μεγαλύτερου ποσοστού ψηλότερων δέντρων, τα οποία είναι πιο επιρρεπή σε μηχανική αστάθεια κάτω από ισχυρούς ανέμους και μπορούν επίσης να προκαλέσουν φαινόμενο ντόμινο στα γειτονικά φυτά.
Καθώς τα δευτερεύοντα δάση παρουσιάζουν μικρότερο ποσοστό ψηλότερων δέντρων, η μηχανική αστάθεια και το φαινόμενο ντόμινο είναι λιγότερο συχνά και η βλάστηση υφίσταται λιγότερο σοβαρές ζημιές. Ωστόσο, τα αναδυόμενα δέντρα σε αυτόν τον βιότοπο θα μπορούσαν να αντιμετωπίσουν υψηλότερη θνησιμότητα. Επιπλέον, οι σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες που προηγήθηκαν του τυφώνα θα μπορούσαν να αυξήσουν τη θνησιμότητα και να περιορίσουν την ικανότητα αναβλάστησης, ειδικά σε SF. Όσον αφορά τα εμβιομηχανικά και τα χαρακτηριστικά των φύλλων σε επίπεδο είδους, τα είδη με χαμηλή πυκνότητα και ύψος ξύλου είναι πιο επιρρεπή να υποστούν βλάβες ως «κεκλιμένος κορμός», αλλά παρουσιάζουν και μεγαλύτερη ικανότητα βλάστησης. Η χαμηλή πυκνότητα ξύλου συνδέεται επίσης με πρωτοποριακή στρατηγική ειδών που, στο TDF, τείνουν να εμφανίζουν μικρά και πυκνά φύλλα με υψηλή φωτοσυνθετική ικανότητα. Αυτά τα χαρακτηριστικά των φύλλων σχετίζονται επίσης με μεγαλύτερη ικανότητα βλάστησης στις εγκαταστάσεις μας, καθώς ενισχύουν την αντοχή (σε υψηλές θερμοκρασίες, ακτινοβολία και μηχανικές βλάβες) και την παραγωγικότητα.
Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι σε σενάρια αυξανόμενης συχνότητας ή/και έντασης τυφώνων στο TDF της ακτής του Ειρηνικού του Μεξικού, το OGF, το οποίο στην περιοχή μελέτης βρίσκεται κυρίως σε ένα απόθεμα βιόσφαιρας (Εικ. 1), θα μπορούσε να αλλάξει τη φυσιογνωμία τους προς ένα θόλο χαμηλότερου ύψους. Ένα σταθερό καθεστώς συχνών τυφώνων θα μπορούσε ακόμη και να ευνοήσει αλλαγές στην αρχιτεκτονική των δέντρων (δηλαδή μεγαλύτερη διακλάδωση), αλλομετρικές σχέσεις και ποιότητα ξύλου, που προκαλούνται από τη μηχανική διέγερση των εναέριων μερών (Herrel et al., 2006).
Το Pacific TDF θα μπορούσε, επομένως, να μοιάζει περισσότερο με το TDF της Καραϊβικής, το οποίο υπόκειται περισσότερο σε διαταραχές που προκαλούνται από τυφώνες (Van Bloem et al., 2006). Επιπλέον, η αναλογία των ειδών με χαμηλότερο ύψος και πυκνότητα ξύλου, που φέρουν παραγωγικά και ανθεκτικά φύλλα, θα μπορούσε να αυξηθεί, υποδηλώνοντας μείωση της αναλογίας των ειδών με μεγαλύτερο ύψος και πυκνότητα ξύλου που δεν έχουν την ικανότητα να είναι ιδιαίτερα παραγωγικά υπό σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες. δηλαδή όψιμα διαδοχικά είδη).
Η χλωριδική αλλαγή και η απλοποίηση της δομικής πολυπλοκότητας της βλάστησης -που καθορίζει το βιοφυσικό περιβάλλον για ένα μεγάλο ποσοστό των ειδών που κατοικούν σε αυτό το σύστημα-, θα μπορούσε να προκαλέσει έναν καταρράκτη αρνητικών επιπτώσεων σε άλλες ομάδες οργανισμών, όπως τα ζώα, που πιθανώς να οδηγήσει σε εξαφάνιση ορισμένων ομάδων στην περιοχή. Όσον αφορά τη διαχείριση, αυτές οι πιθανές αλλαγές θα μπορούσαν να μετριαστούν με τη διατήρηση των περιοχών OGF που είναι ευρέως κατανεμημένες στα ανθρωπογενή τοπία, αντί να διατηρηθεί μόνο μία προστατευόμενη περιοχή που μπορεί να επηρεαστεί σε μεγάλο βαθμό από ένα μετεωρολογικό γεγονός υψηλού μεγέθους. Αυτή η στρατηγική αυξάνει την πιθανότητα να παραμείνουν στο τοπίο τα μη επηρεασμένα υπολείμματα OGF, λειτουργώντας ως πηγή πολλαπλασιασμού, κυρίως όσον αφορά τα όψιμα διαδοχικά είδη, προς τις περιοχές που έχουν πληγεί περισσότερο.
Τέλος, καθώς η αποτελεσματικότητα των μεγάλων αποθεμάτων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το μέγεθος των γεγονότων διαταραχής, τη χωρική μετάδοση στα καθεστώτα διαταραχής και την ικανότητα διασποράς των ειδών, η συμπερίληψη άλλων προστατευόμενων περιοχών στην περιοχή θα ευνοήσει, σε μεγάλο βαθμό, την βαθμός ανθεκτικότητας ολόκληρου του συστήματος σε κλίμακα τοπίου.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Δομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά προβλέπουν βραχυπρόθεσμη απόκριση των τροπικών ξηρών δασών σε έναν τυφώνα υψηλής έντασης, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Forest Ecology and Management. Αυτό το έργο διεξήχθη από την Diana Laura Jimenez-Rodríguez, Mariana Yolotl Alvarez-Añorve, Jose Israel Flores-Puerto, Julieta Benítez-Malvido, Ken Oyama και Luis Daniel Avila-Avila-Cabadillas και Avila-Cabadillaes Malvido. από το Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
