Цветение жакаранды в ЮАР начинается раньше: почему это тревожный знак
Каждый год в сентябре провинция Гаутенг в ЮАР окрашивается в пурпурный цвет. Города Йоханнесбург и Претория богаты деревьями, и жакаранда (Jacaranda mimosifolia) с её пурпурным цветением в конце весны — заметная часть этого городского леса.
Около 16% территории региона засажено деревьями, что формирует один из крупнейших и самых плотных рукотворных городских лесов в мире. Только в Йоханнесбурге зарегистрировано более 10 миллионов деревьев. Жакаранды были завезены в Преторию, а позже в Йоханнесбург в начале 1800-х годов именно как декоративные растения для озеленения улиц.
Жители Гаутенга, прожившие там всю жизнь, могут помнить, что жакаранды не всегда цвели в сентябре. В 1920-х и 1930-х годах деревья начинали цвести только в середине ноября. Постепенно, на протяжении десятилетий, дата цветения смещалась через октябрь к началу сентября. Это называется фенологическим сдвигом, который наблюдается у множества видов по всему миру как результат изменения климата.
Мы исследовали это изменение сроков цветения жакаранды в статье, опубликованной в Journal of Urban Forestry and Urban Greening. Фенологических данных по ЮАР очень мало, поэтому исследований проводится меньше, чем в странах Европы, Азии и Северной Америки.
Поскольку цветение жакаранды так заметно меняет городской ландшафт, оно часто освещается в новостях и, в последнее время, в социальных сетях. Мы собрали данные из этих источников, составив список дат цветения с 1927 по 2019 год.
Записи подтвердили смещение дат цветения на более ранние сроки. Мы количественно оценили среднюю скорость этого смещения — 2,1 дня за десятилетие.
Затем мы изучили климатические причины этого сдвига, сравнив даты цветения с метеорологическими данными по Гаутенгу. Смещение происходило на фоне потепления: от 0,1–0,2 °C за десятилетие для дневных максимумов и более быстрых 0,2–0,4 °C за десятилетие для ночных минимумов температур. Изменения в количестве осадков за этот период были менее однородными.
Если растения зацветают слишком рано, они рискуют пострадать от заморозков в конце зимы и часто не завершают период покоя. Поэтому, хотя фенологические сдвиги представляют собой адаптацию, это смещение не может продолжаться бесконечно. При достижении критического порога сезон цветения станет неудачным.
Роль климата
Основным климатическим фактором, ответственным за более раннее цветение жакаранды в Гаутенге, оказались дневные максимальные температуры в июне — в период покоя дерева. Это неудивительно, так как период покоя критически важен для управления ресурсами дерева. Это означает, что к наступлению весенних месяцев (сентябрь-октябрь) повседневные температура и осадки будут меньше влиять на сроки цветения.
За период с 1918 по 2019 год средние дневные максимумы в июне увеличивались на 0,2 °C за десятилетие, а средние ночные минимумы — на 0,2–0,5 °C за десятилетие.
Жакаранды в ЮАР занимают особое положение: это любимые и заметные деревья, но при этом инвазивные виды. Из-за этого статуса их повторная высадка сейчас запрещена (хотя в некоторых городских зонах ограничения менее строгие). Это означает, что популяция деревьев стареет. Деревья могут жить более 100 лет, и для некоторых из первоначально посаженных деревьев столетний юбилей уже прошёл.
Фенологические сдвиги представляют собой стратегию адаптации растения — оно не может самостоятельно переместиться в более прохладный климат, поэтому изменяет свои ежегодно повторяющиеся биологические события. Это не может продолжаться бесконечно, и по мере дальнейшего роста температур повышается общий риск теплового стресса для дерева. Это может означать, что годы пурпурных весен в Гаутенге сочтены.
Скорость, направление и климатические факторы фенологических сдвигов специфичны для каждого вида. Поэтому нельзя экстраполировать эти результаты на все цветущие деревья в Гаутенге. Однако результаты этого исследования служат предупреждением для городского леса и настоятельным призывом к будущим исследованиям. Сбор данных из различных источников, включая традиционные и социальные медиа, может помочь лучше понять и смоделировать эти изменения.