שמיכת המגן של צמרת היער

הולכות ומצטברות ראיות כי הטמפרטורה הממוצעת בכדור הארץ נמצאת במגמת עלייה. ההשלכות של התחממות זו עלולות להיות הרסניות לאדם וליצורים חיים אחרים. התחזיות לגבי ההשפעה של שינויי האקלים על עולם החי אפופות אי-ודאות, ואי-ודאות זו פירושה אי-ודאות בחיזוי שינויי האקלים – משום שלצמחים יש חשיבות גדולה במחזור הפחמן, שיש לו תפקיד מרכזי בהתחממות כדור הארץ.

אחת ההשפעות הצפויות של ההתחממות הגלובלית היא שינוי בדפוסי התפוצה של מיני צמחים. שינויי תפוצה כאלו נצפו לדוגמה בסביבות הרריות: מינים המעדיפים טמפרטורות נמוכות, שצמחו בעבר הן בראשי הרים והן על מורדותיהם, הולכים ומתכנסים רק לאזורים הגבוהים יותר, משום שהאזורים הנמוכים נעשים חמים מדי בעבורם. השפעה דומה של דפוסי התפוצה בהתאם להעדפות הטמפרטורה נמצאה גם באזורים שאינם הרריים. אך מינים רבים אינם מצליחים לשנות את תפוצתם בקצב שיעמוד בקצב שינוי הטמפרטורה, ולכן הטמפרטורה בסביבת המחיה שלהם הולכת ונעשית פחות ופחות אופטימלית בעבורם. תופעה זו נקראת "חוב אקלימי" (climatic debt), והיא נובעת מגורמים שמפחיתים  את היכולת של מינים להתאים את עצמם לשינויי האקלים, כגון פגיעה בבתי גידול או מחזור חיים איטי.

כיתוב: אזורי התפוצה של צמחים משתנים בעקבות שינויי האקלים. צמחים הגדלים בצל העצים ביער טרופי באקוודור | צילום: Fotos593, Shutterstock

כמה כדור הארץ מתחמם? תלוי באיזה גובה

מרבית התחזיות על השפעת שינויי האקלים על תפוצת המינים מבוססות על מדידות טמפרטורה בתחנות מטאורולוגיות, שבהן נמדדת הטמפרטורה באזור פתוח בגובה של כמטר מעל פני האדמה. אבל הטמפרטורה שאותה מרגישים היצורים החיים השונים (מיקרו-אקלים) יכולה להיות שונה מאוד מהטמפרטורה שנמדדת בתחנות מטאורולוגיות (מקרו-אקלים), משום שהיא מושפעת מצורת פני השטח במקום (הטופוגרפיה שלו) ומהצמחייה בסביבתו. דוגמה בולטת למיקרו-אקלים שכולנו מכירים מחיי היומיום שלנו היא הצללה על ידי עצים. האקלים בגובה קרקע היער שונה מהאקלים בגובה צמרות היער, משום שהעצים מבודדים את קרקע היער מהאקלים החיצוני. אפקט זה מושפע כמובן מגודל היער ומצפיפות העצים. יצורים חיים מגיבים למיקרו-אקלים שהם חווים, ולא למקרו-אקלים שנמדד בתחנות מטאורולוגיות, ולכן ייתכן שאם נבחן את שינויי התפוצה של מינים בתגובה לשינויי המיקרו-אקלים, צפויות לנו הפתעות.

כדי לבחון את הקשר בין שינויים במיקרו-אקלים לשינויים בתפוצת צמחים, אספו חוקרים מאוניברסיטאות ברחבי אירופה נתוני מיקרו-אקלים ותפוצת מינים ממאות נקודות דגימה ביערות באירופה במשך עשרות שנים, וניתחו את הנתונים כדי לבחון את השפעת השינוי במיקרו-אקלים על תפוצת המינים בקרקע היערות. תוצאות הניתוח התפרסמו בכתב העת Science, והן מראות כי להצללה של עצי היער יש השפעה משמעותית על תפוצת הצמחים הגדלים על אדמתו. החוקרים בחנו את השכיחות של כל מיני הצמחים בכל נקודת דגימה, ובעבור כל מין, וחישבו את הטמפרטורה האופטימלית שלו לפי תחום התפוצה שלו בעולם: מינים שנמצאים בדרך כלל במקומות חמים הם בעלי טמפרטורה אופטימלית גבוהה יותר מאשר מינים שנמצאים בדרך כלל במקומות קרים. 

כעת יכלו החוקרים לחשב את הטמפרטורה האופטימלית הממוצעת בעבור כל מיני הצמחים הגדלים על קרקע היער. בתגובה לשינוי בטמפרטורת הסביבה, ציפו החוקרים לראות שינוי מקביל בטמפרטורה האופטימלית הממוצעת של אוכלוסיית הצמחים, משום שצמחים בעלי טמפרטורות אופטימליות שונות ישנו את תפוצתם בהתאם לשינויים בטמפרטורות באזורים שונים. החוקרים אכן מצאו קשר כזה, אך רק בעבור שינוי הטמפרטורה במיקרו-אקלים בקרקע היער, ולא בעבור שינוי טמפרטורת המקרו-אקלים בסביבה כולה – כלומר, כצפוי, צמחים מגיבים למיקרו-אקלים בסביבתם ולא למקרו-אקלים. 

לקרקע ביער אקלים משלה. ערפל ביער השחור בגרמניה | צילום: Funny Solution Studio, Shutterstock

על חשיבות הבידוד

נוסף על כך, בחנו החוקרים את "החוב האקלימי" של הצמחים בכל נקודה, כלומר בכמה מתעכבת התגובה של הצמחייה ביחס למיקרו-אקלים בסביבה. החוקרים מצאו קשר חזק בין השינוי בכמות הבידוד שמספקים העצים בצמרת היער לבין האיחור בתגובה של הצמחים על קרקע היער: ביערות שבהם צפיפות העצים עלתה, ולכן הבידוד התחזק, האיחור בתגובה של המינים על קרקע היער היה נמוך יותר, מכיוון שהמיקרו-אקלים השתנה באיטיות יחסית והעניק לצמחים זמן להגיב. מנגד, ביערות שבהם צפיפות העצים ירדה ולכן הבידוד נחלש, האיחור בתגובה היה גבוה יותר, משום שהמיקרו-אקלים השתנה במהירות והצמחים לא הספיקו להגיב על השינוי.

המחקר חושף בפנינו שני ממצאים חשובים בנוגע להשפעה של שינויי האקלים על מינים שונים בעולם. ראשית, הוא מראה כי המיקרו-אקלים, ולא המקרו-אקלים, ממלא תפקיד חשוב בתגובות של יצורים חיים לשינויי האקלים. מכיוון שעד כה רוב המודלים החוזים את תגובות היצורים החיים לשינויי האקלים מביאים בחשבון בעיקר את המקרו-אקלים, מדובר באתגר משמעותי שמחקר עתידי יצטרך להתמודד עמו. שנית, המחקר מראה את ההשפעה העמוקה של עצים ביערות על הסביבה שלהם, ומדגיש עוד יותר את החשיבות של הגנה עליהם מפני כריתה ובירוא.