Исследование механизма формирования верхней границы леса через углеродный баланс

Субальпийская лиственница (Larix chinensis) — эндемичная хвойная порода, произрастающая выше 3100 м над уровнем моря и формирующая верхнюю границу леса на высоте 3450 м в горах Циньлин в центральном Китае. Существующие конкурирующие гипотезы (гипотеза углеродного ограничения и гипотеза ограничения роста), основанные на балансе спроса и предложения углерода, не дают полного объяснения формирования альпийской границы леса.

Чтобы найти функциональное объяснение, доктор Хэ Жуй под руководством профессора Дан Хайшаня из Уханьского ботанического сада Китайской академии наук использовал метод, сочетающий аллометрическое уравнение роста L. chinensis с концентрациями неструктурных углеводов (NSC). Целью было изучить пространственную изменчивость распределения углерода в конце сезона между запасанием и ростом деревьев вдоль высотного градиента в горах Циньлин и понять физиологический механизм формирования границы леса.

Результаты показали:

• Общий пул NSC у L. chinensis значительно увеличивался с ростом высоты.
• Структурный рост был ниже на границе леса по сравнению с нижними и средними высотами.

Ключевой вывод:

На уровне всего дерева соотношение запасания углерода к структурному росту было почти одинаковым на средних и нижних высотах. Однако на границе леса это соотношение было намного выше (8.4). Это указывает, что для выживания и устойчивости лиственницы на границе леса необходимо как минимум в восемь раз больше углерода направлять в запасы, чем в рост.

Исследование подчеркивает, что достаточное соотношение запасания углерода к росту (> 8.4) и сбалансированные отношения «запас-рост» могут быть необходимы для выживания субальпийской лиственницы в условиях низкотемпературного стресса и функционально определять положение верхней границы её леса в горах Циньлин.

Работа имеет значение для понимания стратегии распределения углерода и выживания деревьев на высотной границе леса.

Исследование опубликовано в журнале Trees.