Время наступления теплого периода определяет интервал между цветением и распусканием листьев

Весенняя фенология видов деревьев умеренного и бореального поясов значительно сдвинулась на более ранние сроки из-за потепления последних десятилетий. Однако большинство предыдущих исследований фокусировалось на одной фенофазе, например, цветении (FL) или распускании листьев (LU). Эти фазы критически важны для репродукции и вегетативного роста растений.

Различная реакция этих фаз на изменение климата может изменить временной интервал между цветением и распусканием листьев (ΔLU-FL). Это, в свою очередь, влияет на эффективность переноса пыльцы, распределение ресурсов и приспособленность растений, что в конечном итоге меняет структуру и функционирование экосистемы.

Чтобы изучить влияние зимнего охлаждения, весеннего потепления и фотопериода на ΔLU-FL, был проведен эксперимент на черенках двух видов деревьев умеренного пояса из Пекина, у которых цветение наступает раньше листьев: Populus tomentosa и Amygdalus triloba.

Ключевые результаты:

• Более теплая зима снижает накопление охлаждения (chilling accumulation), что приводит к более высокой потребности в градусо-днях (GDD) для весенней фенологии. Поскольку увеличение потребности в GDD для цветения меньше, чем для распускания листьев, цветение сдвигается сильнее, чем распускание листьев. Это увеличивает интервал ΔLU-FL.
• Весеннее потепление оказывает противоположный эффект. Поскольку чувствительность распускания листьев к температуре выше, чем у цветения, это сокращает интервал ΔLU-FL.

«Когда мы сравнили влияние зимнего и весеннего потепления на интервал между цветением и распусканием листьев, мы с удивлением обнаружили, что эти два теплых периода оказывают противоположное действие», — говорит Шуксин Ван, первый автор статьи.

Изменения в ΔLU-FL могут иметь серьезные экологические последствия, вызывая асинхронность с оптимальным временем поставки ресурсов (например, воды и питательных веществ) и в конечном итоге снижая приспособленность растений.

Поскольку прогнозируется, что будущее потепление будет сильнее зимой, чем весной, сокращение зимнего охлаждения может увеличить интервал ΔLU-FL или, по крайней мере, ограничить его сокращение из-за весеннего потепления. Это может поддержать репродуктивный успех и смягчить водный стресс у растений.

Исследование опубликовано в Science China Life Sciences. Для более полного понимания реакции фенологии на изменение климата необходимы дальнейшие эксперименты с большим количеством видов, особенно тех, у которых сначала распускаются листья.