Влияние изменения климата: 500 миллионов измерений на двух видах арктико-альпийских растений
Это самое масштабное на сегодняшний день исследование такого рода. Учёные из Боннского университета и Университета Юго-Восточной Норвегии изучили, как два характерных арктико-альпийских вида растений реагируют на глобальное потепление. Для этого они проанализировали почти 500 миллионов собственных измерений в горном регионе Норвегии. Анализ показывает, что потенциальные последствия изменения климата крайне зависят от конкретного местоположения растений и что листопадные виды, в частности, выиграют от потепления. Результатом станет дальнейшее усиление тенденции к «озеленению» арктико-альпийских регионов. Исследование опубликовано в журнале Ecosphere.
Методология: долгосрочный мониторинг
В рамках 30-летнего проекта в Норвегии учёные оснастили растения датчиками и регистраторами данных (data loggers). Датчик в виде иглы с точностью менее тысячной миллиметра фиксировал диаметр ствола каждую минуту, 365 дней в году. Параллельно измерялись солнечная радиация, температура в корневой зоне и у поверхности почвы, а также влажность почвы. В текущем исследовании проанализировано почти 500 миллионов измерений с 40 растений за период с 2015 по 2019 год.
Ключевые результаты
Сезонный ритм: У обоих видов — карликовой берёзы (Betula nana) и вороники (Empetrum hermaphroditum) — наблюдалось значительное сокращение диаметра ствола в холодные месяцы. Этот процесс обращался весной, но реальный рост начинался только в конце лета.
Адаптация к морозу: Сокращение диаметра — это активная стратегия по снижению содержания воды в клетках для предотвращения повреждений от мороза. Растения, которые меньше сокращались зимой, часто демонстрировали слабый рост или его отсутствие следующим летом.
Разный ответ на потепление:
- Листопадная карликовая берёза лучше росла после мягкой зимы, то есть в целом выигрывает от более тёплых зим.
- Вечнозелёная вороника, напротив, лучше себя чувствовала после холодных зим с меньшим снежным покровом, что позволяло ей дольше поддерживать фотосинтетическую активность.
Влияние микроклимата: Результаты сильно зависели от локальных условий. Например, карликовая берёза нуждается в толстом изолирующем снежном покрове зимой, а вороника может извлекать выгоду из дополнительного солнечного света на открытых, малоснежных участках.
Выводы и значение
Исследование указывает на возможное смещение видового состава: изменение климата может способствовать увеличению распространения листопадных видов и вытеснению вечнозелёных. Поскольку листья листопадных растений имеют большую площадь поверхности, это может усилить «озеленение» арктико-альпийских регионов.
Главный вывод, по словам географа профессора Йорга Лёффлера: «Наши измерения доказывают, что глобальные климатические данные дают мало достоверной информации о локальном воздействии на растительность». Подобные детальные исследования могут помочь лучше смоделировать эти сложные эффекты и точнее прогнозировать последствия изменения климата для растительного мира.