Городские и сельские папоротники: как гражданская наука помогает изучать растения в городах

Исследование, опубликованное в American Journal of Botany, показало, что некоторые виды папоротников предпочитают сельскую местность, в то время как другие процветают в городских условиях и могут помочь смягчить эффект городского теплового острова. К такому выводу пришел доцент кафедры наук о Земле Университета Коннектикута Таммо Рейхгельт, используя данные гражданской науки.

Проект начался с личного наблюдения Рейхгельта во время прогулки по урбанизированному району Роквилл: "Я просто заметил: 'Вау, здесь много папоротников. Странно'". Он, активный участник сообщества iNaturalist, стал замечать в приложении, что определенные виды папоротников часто встречаются в антропогенной среде.

Для анализа были использованы более 22 000 геопривязанных наблюдений (в основном из iNaturalist) для 16 видов скальных папоротников северо-востока США. Данные наложили на карты землепользования USGS, чтобы различить естественную и городскую среду.

Результаты анализа:

• Более 50% наблюдений туполистной вудсии (Woodsia obtusa) приходилось на сильно застроенные территории.
• Пурпурная пеллея (Pellaea atropurpurea) обильна в развитых районах.
• Теннессийский пузырник (Cystopteris tennesseensis), редкий в естественном ареале, процветает в пригородах Филадельфии.

Ключевым фактором, разделяющим "городские" и "сельские" виды, оказалась температура. "Городские" папоротники адаптированы к более жарким условиям, что позволяет им переносить эффект городского теплового острова. 11 других видов, судя по всему, не могут этого вынести.

Например, скальный многоножник (Polypodium virginianum) растет на искусственных стенах, но только с защитой другой растительности, а хрупкий папоротник Маккея (Cystopteris tenuis) встречается на опорах мостов, но не в самих городах — вероятно, из-за слишком высоких летних температур.

Значение гражданской науки:

Данные iNaturalist позволили включить в анализ городские местообитания, которые редко изучаются профессиональными исследователями, обычно собирающими образцы в естественной среде. Это новый и мощный источник информации, хотя и со своими потенциальными систематическими ошибками.

Перспективы и применение:

Рейхгельт, будучи палеоботаником, применил подход, используемый для реконструкции древнего климата по современному распространению растений. Он планирует продолжить изучение, сравнив физиологические различия (регуляция воды, фотосинтез) между городскими и сельскими папоротниками.

Эти знания полезны для смягчения проблем урбанизированной среды, таких как тепловые острова. Папоротники особенно интересны, так как они растут в городах без какого-либо ухода. "Если вы хотите создать разнообразную городскую экосистему, вам нужно включить в нее разнообразные виды, — говорит Рейхгельт. — Папоротники относительно просты и дешевы, поскольку их распространение в городе, кажется, буквально является вопросом отсутствия обслуживания".