Городская жара, весна в городе: Урбанизация задерживает весенний рост растений в теплых регионах

Новое исследование показало, что урбанизация по-разному влияет на наступление весны у растений: в холодном климате города ускоряют появление листьев и цветов, а в теплом — задерживают.

«Это было неожиданно», — сказал ведущий автор исследования Дайцзян Ли. Возможно, в теплых регионах городской микроклимат «стирает» температурный сигнал, необходимый растениям для начала роста.

Исследование также выявило, что эффект городского теплового острова — не единственная причина сдвига. Другие факторы урбанизации, такие как загрязнение, изменение влажности и сток удобрений, также могут влиять на сезонные ритмы растений.

Изменение сроков вегетации может запустить каскад последствий: угрожать благополучию видов, нарушить сельское хозяйство и продлить или усилить сезон аллергий.

Ученые проанализировали миллионы наблюдений за 136 видами растений в США и Европе, чтобы изучить влияние региональной температуры и плотности населения (как показателя урбанизации).

Ключевые результаты:

• Повышение температуры на 3,6°F ускоряло появление листьев и цветов примерно на 5 и 6 дней соответственно.
• Увеличение плотности населения в 4 раза сдвигало даты цветения и появления листьев примерно на 3 дня раньше.
• Однако в сочетании эти факторы давали сложный эффект:
  • В холодных регионах (средняя температура с ноября по май _{18°F) в густонаселенных районах (}26 000 чел./кв. милю) весна наступала на ~20 дней раньше, чем в дикой местности с такой же температурой.
  • В теплых регионах (средняя температура ~68°F) в аналогичных по плотности городах листья и цветы появлялись на 4 и 6 дней позже соответственно, чем в природе.

Например, в Нью-Йорке растения, вероятно, распускают листья на 9,5 дней, а цветы — на 8 дней раньше, чем в ненаселенных районах с той же температурой. В то время как в Джэксонвилле листья появляются примерно на 1 день, а цветы — на полдня позже.

Даже с учетом эффекта теплового острова модели показали, что города существенно влияют на весенний рост.

Разные виды реагируют по-разному. Наиболее чувствительными оказались невысокие растения с широкими тонкими листьями (например, Trillium grandiflorum) и виды с ранними сроками цветения (например, Claytonia virginica). Урбанизация и изменение температуры «стирали» сходные фенологические паттерны у родственных растений, что затрудняет прогнозирование.

Исследование опиралось на данные трех континентальных программ мониторинга (National Phenology Network, National Ecological Observatory Network, European Plant Phenology Network), объединенных с помощью специально разработанной системы для работы с большими несовместимыми наборами данных.

Перспективы дальнейших исследований включают изучение влияния пригородов и экспурбов, где эффекты могут быть наиболее значимыми из-за большой площади таких территорий, а также анализ тропических регионов, где главными драйверами могут быть влажность и осадки.

Исследование опубликовано в журнале Nature Ecology & Evolution.