Для роста сосны съедобной нужен микроклимат

Новое исследование показывает, что важным фактором восстановления сосны съедобной (pinyon pine) в регионе после засух является не только глобальный климат, но и микроклимат.

Микроклиматы — это локализованные климатические условия внутри более крупного климата, например, в прохладном каньоне на юго-западе США. Они формируются из-за локальных различий в ландшафте и существующей растительности, которые контролируют температуру, режим ветра, влажность и доступность воды. Эти физические особенности создают небольшие приземные среды — микроместообитания (microsites), необходимые для поддержания отдельных организмов, таких как сосна съедобная.

Эти деревья играют ключевую роль в процессах, регулирующих водный и энергетический баланс на юго-западе США, и накапливают большие объёмы углерода.

«Недавние засухи привели к массовой гибели сосны съедобной на большей части юго-запада США, — говорит Миранда Редмонд, ведущий автор исследования. — Нас интересовало, восстановятся ли эти леса и как на их восстановление влияют локальные факторы среды».

В исследовании, опубликованном в Journal of Ecology 7 ноября, учёные оценили, как восстанавливается следующее поколение деревьев после сильной засухи 2002–2004 годов, вызвавшей массовую гибель взрослых сосен. Было установлено, что устойчивость сосны варьирует в зависимости от ландшафта, поскольку для регенерации молодых сеянцев и выживания ювенильных деревьев микроклимат должен соответствовать определённым условиям.

Критерии микроклимата

Участки исследования были распределены на площади 5000 квадратных миль в Колорадо, Нью-Мексико и Аризоне, чтобы охватить широкий диапазон высот и почвенных градиентов.

«Хорошая новость в том, что, хотя в некоторых районах регенерация была минимальной, в других наблюдалось активное восстановление сосны, — отмечает Редмонд. — Эти районы, как правило, были более прохладными и влажными, с более высоким сомкнутым пологом деревьев».

Исследователи выделили четыре фактора, определяющих потенциал восстановления популяций сосны съедобной после продолжительной засухи:

• Более прохладный и влажный локальный климат с большей влагоёмкостью почвы.
• Полог деревьев, создающий затенённые условия микроместообитаний.
• Обилие выживших после засухи более старых ювенильных деревьев.
• Выжившие зрелые деревья с высоким семенным производством.

Конкуренция за микроместообитания

Общим знаменателем, определяющим наличие или отсутствие устойчивости на уровне отдельного дерева, оказалась тень.

Затенённые участки под пологом взрослых сосен имеют более низкую температуру почвы и сохраняют более высокое содержание почвенной влаги, что критически важно для регенерации новых деревьев. В районах с наибольшей гибелью сосен количество тени значительно сократилось.

Тень выполняет и косвенную функцию: эти более тёмные и прохладные участки не дают светолюбивым травам захватывать территории, подходящие для восстановления сосны. Травы лучше адаптированы к сухой жаре юго-запада и могут конкурировать с молодыми соснами.

«Похоже, травы конкурируют с ювенильными соснами, что позволяет предположить: гибель пологовых деревьев может негативно сказаться на восстановлении сосны, если эти микроместообитания подвергнутся массовому внедрению трав», — говорит Редмонд.

Ещё одним конкурентом может быть можжевельник, доминирующий в этих экосистемах наряду с сосной. В целом можжевельник лучше переносит засуху, и исследования фиксируют его восстановление на травянистых участках.

Неопределённое будущее

Недавняя засуха затронула сосны на юго-западе неравномерно. Выявленные учёными индикаторы устойчивости позволяют сузить регион до более мелких локаций, которые в настоящее время ещё остаются стабильными.

Полученные данные дают объяснение научным утверждениям о том, что эта недавняя засуха была лишь предвестником того, что потепление климата может сделать с экосистемами сосны и можжевельника. Трудно предсказать, насколько быстро эти устойчивые области могут сократиться по мере изменения климата.

«Из-за недавних и прогнозируемых изменений климата эти экосистемы юго-запада, вероятно, переживут действительно серьёзные сдвиги в растительности», — заключает Редмонд.

Возможность устойчивости к засухе в регионе может исчезнуть, если текущие тенденции сохранятся.