गहरी खुदाई: बोरियल वनों पर जलवायु परिवर्तन का प्रभाव

बढ़ता तापमान, कार्बन-डाइऑक्साइड का स्तर और गिरती वर्षा का स्तर आमतौर पर जलवायु परिवर्तन से जुड़ा होता है। हालांकि, दुनिया के विभिन्न हिस्सों और उनमें रहने वाले विभिन्न पौधे और जानवर जरूरी नहीं कि एक सुसंगत प्रतिक्रिया दिखाएंगे। जबकि कुछ पौधे जिन्हें अधिक नमी की आवश्यकता होती है, वे गर्म जलवायु का खामियाजा भुगत सकते हैं, जो कि – सामान्य रूप से – अधिक सूखा सहिष्णु हैं, उनके लिए खुलने वाले नए गर्म क्षेत्रों को संपन्न और उपनिवेशित कर सकते हैं। इस महीने नेचर में लेखन, () मिनेसोटा विश्वविद्यालय के पीटर रीच के नेतृत्व में पारिस्थितिकीविदों की एक टीम ने जांच की कि इक्कीसवीं शताब्दी में बोरियल और समशीतोष्ण जंगलों में पेड़ की प्रजातियों से जलवायु परिवर्तन पर प्रतिक्रिया की उम्मीद है।

50-60 डिग्री N अक्षांशों में पाए जाने वाले बोरियल वन अधिकांश रूसी और उत्तरी अमेरिकी क्षेत्रों में फैले हुए हैं। समशीतोष्ण वनों के विपरीत, जो सालाना 100 सेमी से अधिक वर्षा प्राप्त कर सकते हैं, बोरियल बायोम 25-100 सेमी की वार्षिक वर्षा के लिए व्यवस्थित होते हैं। चूंकि बोरियल जंगलों में तापमान वर्ष के अधिकांश भाग के लिए उप-शून्य होता है, अधिकांश वर्षा बर्फ के रूप में होती है और सर्दियों के दौरान मिट्टी जम जाती है। जब वसंत आता है, तो तापमान इतना बढ़ जाता है कि जमी हुई सतह की बर्फ पानी में पिघल जाती है, लेकिन पानी को वाष्पित करने के लिए पर्याप्त नहीं है, विशेष रूप से वसंत / गर्मी का मौसम भी काफी छोटा और ठंडा होता है। परिणाम मैला दलदल और झीलों के साथ एक परिदृश्य है।

ऐसे वातावरण में जहां अधिकांश नमी जमीन पर मौजूद है – या तो बर्फ या ठंडे पानी के रूप में – और वातावरण काफी शुष्क है, शंकुधारी जैसे पेड़ – जिनमें सुई जैसी पत्तियां होती हैं जो पानी के नुकसान को रोकती हैं – इस क्षेत्र पर हावी हो गई हैं। इसी तरह का तर्क रेगिस्तान में कैक्टि के लिए भी सही है। इसके अलावा, ये पेड़ आकार में शंक्वाकार हो गए हैं ताकि भारी बर्फ जमीन पर गिर जाए। दूसरी ओर, समशीतोष्ण वन, लगभग 25-डिग्री एन से लगभग 50-डिग्री एन तक फैले हुए हैं, दूसरी ओर, ओक, मेपल, हिकॉरी और एल्डर जैसे पेड़ों का प्रभुत्व है।

यह कि बायोम वाटरटाइट डिब्बे नहीं हैं, जिसे अक्सर अनदेखा कर दिया जाता है, और समशीतोष्ण बायोम की सामुदायिक संरचना की विशेषता धीरे-धीरे बोरियल में विलीन हो जाती है क्योंकि कोई उत्तर की ओर बढ़ता है। वास्तव में, बर्च और स्प्रूस जैसी वृक्ष प्रजातियां हैं, जो अक्सर दोनों बायोम में सह-होती हैं।

2012-16 से पांच साल की अवधि में, रीच और उनके सहयोगियों ने उत्तर पूर्वी मिनेसोटा में दो स्थलों पर इन नौ वृक्ष प्रजातियों के पौधे लगाए। नौ प्रजातियां बोरियल पेड़ों जैसे फ़िर, स्प्रूस, बर्च, और पाइन के साथ-साथ ओक और मेपल जैसे समशीतोष्ण पेड़ों का मिश्रित बैग थीं। भविष्य के जलवायु अनुमानों को दोहराने के लिए, इन नौ प्रजातियों का तापमान के विभिन्न स्तरों (सामान्य, +1.6 डिग्री सेल्सियस, +3.1 डिग्री सेल्सियस) और वर्षा (सामान्य और कम) के साथ इलाज किया गया, जिससे छह अलग-अलग संयोजन बने। यह दो मापदंडों – वर्षा और तापमान – के एक दूसरे पर प्रभाव को अलग करने के लिए किया गया था। इन वृक्ष प्रजातियों के मूल समुदायों को भी दोहराने के लिए कार्यप्रणाली सावधान थी और साथ ही उपयुक्त जड़ी-बूटियों, झाड़ियों और फ़र्न को भी पेश किया।

अध्ययन में पाया गया कि प्रजातियां – काफी अपेक्षित – इन परिवर्तनों के लिए अलग तरह से प्रतिक्रिया करती हैं। अधिकांश बोरियल प्रजातियों की वृद्धि 1.6 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि पर भी गंभीर रूप से प्रभावित हुई थी, और सामान्य परिस्थितियों से लगभग एक तिहाई कम थी, जबकि समशीतोष्ण ओक और मेपल प्रजातियों की वृद्धि में समग्र वृद्धि देखी गई थी। वर्षा एक प्रमुख चालक थी, यहां तक ​​कि उन समशीतोष्ण वृक्ष प्रजातियों के लिए, जिन्होंने तापमान में +1.6 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के साथ वृद्धि देखी, सामान्य वर्षा स्तरों के तहत ऐसा किया।

दूसरे शब्दों में, वर्षा कम होने पर +1.6 डिग्री सेल्सियस पर वृद्धि में उनकी वृद्धि बहुत महत्वपूर्ण नहीं थी। इसी तरह, पेपर बर्च – एक बोरियल ट्री – उदाहरण के लिए, सामान्य वर्षा के तहत +3.1 डिग्री सेल्सियस तापमान में सामान्य से दोगुने से अधिक बड़ा हुआ, लेकिन सामान्य तापमान और कम वर्षा पर अपने सामान्य आकार का आधा था।

इन भिन्न प्रतिक्रियाओं को क्या समझा सकता है? प्रकाश संश्लेषक प्रतिक्रिया भिन्न प्रतिक्रियाओं के पीछे एक कारण हो सकती है। उच्च तापमान का मिट्टी द्वारा धारण की गई नमी की मात्रा पर प्रभाव पड़ता है। यह पौधे के हार्मोनल संतुलन को बिगाड़ देता है, जिससे विषाक्त पदार्थों का निर्माण होता है और इस प्रकार, कम प्रकाश संश्लेषक क्षमता होती है। हालांकि पेड़ की प्रजातियां सामान्य रूप से प्रकाश संश्लेषक क्षमता में कमी देखती हैं, जब मिट्टी सूख जाती है, तो प्रजातियों से प्रजातियों में सीमा भिन्न होती है।

प्रयोग ने वृक्ष प्रजातियों की सापेक्ष बहुतायत में परिवर्तन भी लाए। एक गर्म या शुष्क जलवायु की ओर प्रगति में, बोरियल कॉनिफ़र (फ़िर और पाइंस) कम और कम प्रचुर मात्रा में हो गए, जबकि मेपल और बर्च के पेड़ अधिक प्रचुर मात्रा में हो गए। हालांकि, चरम स्थितियों यानी +3.1 डिग्री सेल्सियस तापमान में वृद्धि और कम वर्षा के तहत, सभी प्रजातियां खराब प्रदर्शन करती हैं (उदाहरण के लिए, ऊपर पेपर बर्च उदाहरण)। ये परिणाम 2006 और 2015 में किए गए अध्ययनों से प्रतिध्वनित होते हैं कि 1800 और 1990 के दशक के उत्तरार्ध के वन भूमि सर्वेक्षण रिकॉर्ड की तुलना में पाया गया कि एस्पेन, मेपल और स्प्रूस जैसे समशीतोष्ण पेड़ समय के साथ अधिक प्रचुर मात्रा में हो गए थे।

2013 के एक अध्ययन में यह भी बताया गया है कि ’20वीं शताब्दी के उत्तरार्ध के दौरान अधिकांश सुई लीफ प्रजातियों में वृद्धि रुक ​​गई और घट गई।’

वर्तमान में ये बोरियल परिदृश्य अब से कुछ दशकों में चित्रित होंगे, यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है, अन्य कारकों के लिए जो निश्चित रूप से कार्यों में एक स्पैनर फेंक सकते हैं। इनमें CO₂ का बढ़ता स्तर, कीट, रोग और आग शामिल हैं। रीच एट अल (2022) के पास कुछ जवाब हैं कि इक्कीसवीं सदी के अंत में ये परिदृश्य कैसा दिख सकता है। समशीतोष्ण मेपल, देवदार और ओक के पेड़ की प्रजातियां जो समशीतोष्ण-बोरियल संक्रमण क्षेत्र में हैं, एक गर्म जलवायु के साथ बढ़ने की प्रवृत्ति होगी। तो क्या बोरियल पेड़ की प्रजातियां जो वर्तमान में उन स्थानों पर मौजूद हैं जो इन पेड़ों को झेलने में सक्षम हैं, उससे भी अधिक ठंडे हैं। बदलती जलवायु के संबंध में इनमें से कौन सी वृक्ष प्रजाति स्वयं को अनुकूलित और स्थापित करने में सक्षम होगी? विकासवादी पीछा जारी है।

लेखक भारतीय विज्ञान संस्थान (IISc), बेंगलुरु में रिसर्च फेलो हैं और एक स्वतंत्र विज्ञान संचारक हैं। उन्होंने @critvik . पर ट्वीट किया