Раннее зеленение, раннее побурение: изменение климата приводит к более раннему старению альпийских растений

Глобальное потепление удлиняет вегетационный период по всему миру. Однако экологи из Базельского университета показали, что для наиболее распространённого типа альпийских лугов в Европейских Альпах это не так: более раннее начало роста приводит к более раннему старению, и луг становится бурым на многие месяцы.

Исследователи изучили влияние раннего старта сезона на растения. Они взяли целые блоки альпийского луга и поместили их в климатические камеры Ботанического института в Базеле. Часть блоков перевели на летние условия уже в феврале, другую часть — в апреле. Их развитие сравнили с естественной растительностью на высоте 2500 метров, которая освободилась из-под снега только в конце июня.

Предопределённая программа

Исследование, опубликованное в Nature Communications, показывает, что большинство этих альпийских растений прекращали рост и начинали процесс старения примерно через пять–семь недель, независимо от того, когда они были "разбужены".

"Мы были поражены тем, насколько упорно доминирующий вид растений, альпийская осока (Carex curvula), начинал стареть и буреть всего через несколько недель", — говорит доктор Эрика Хильтбруннер.

К тому времени, когда естественная растительность достигла пика роста, растения с самым ранним стартом сезона уже побурели. Такой автономный контрольный механизм, с предопределённой длительностью периода роста и старения, выгоден в альпийской среде с очень коротким вегетационным сезоном.

Исследователи также изучили рост корней с помощью цифровой камеры и нового алгоритма машинного обучения. Анализ показал, что динамика роста корней следовала за динамикой листьев: рост корней уменьшался после первых двух месяцев, несмотря на сохраняющуюся тёплую температуру почвы.

Бурые альпийские луга летом

Некоторые виды растений оставались активными дольше при благоприятных условиях, что означает менее жёсткую фиксацию их внутренних часов на определённой длине вегетационного сезона. Такие виды потенциально могут стать более распространёнными в будущем и вытеснить сегодняшние доминирующие виды.

Однако изменения в видовом составе сомкнутых альпийских лугов, вероятно, займут десятилетия или больше. Виды альпийских лугов размножаются в основном вегетативно (клонально), что замедляет процесс адаптации к новым условиям через генетические изменения.

Кроме того, альпийская осока (Carex curvula) образует чрезвычайно плотную корневую систему, оставляющую мало места для смены видового состава. Пока существующая растительность не будет вытеснена более гибкими видами, альпийские луга будут выглядеть всё более бурыми даже летом.