Период вегетации лесов на востоке США увеличился на месяц

Новое исследование показало, что период роста лиственных лесов в восточной части Северной Америки увеличился в среднем на один месяц за последнее столетие из-за устойчивого роста температур.

Учёные сравнили современные наблюдения за временным промежутком от распускания почек до пика осенней окраски листьев у семи видов деревьев с аналогичными записями, собранными фермером из Огайо на рубеже XX века.

Анализ изменений в этих фенологических паттернах вместе с десятилетиями данных о температуре на северо-западе Огайо показал чёткую связь между усиленным потеплением зимой и весной и удлинением периода роста деревьев.

Последствия более длительного вегетационного периода — как положительные, так и отрицательные — пока неизвестны. Но сам факт, что листья остаются на деревьях примерно на 15% дольше, чем 100 лет назад, является «очевидным индикатором изменения температур и показывает, что всё уже не так, как было раньше — всё стало совершенно иным», — заявила ведущий автор Келлен Калинджер-Йоак, доцент кафедры эволюции, экологии и биологии организмов в Университете штата Огайо.

«Целый месяц удлинения вегетационного периода — это огромная величина, учитывая довольно короткий промежуток времени, за который эти изменения проявились», — отметила она.

Источник данных

Фермер из Восеона (Огайо) Томас Майкселл с 1883 по 1912 год фиксировал температуру, осадки и наблюдения за сезонными изменениями деревьев и других растений. По словам Калинджер-Йоак, это, возможно, единственный комплексный набор данных о моделях роста деревьев до начала глобального потепления во всей Северной Америке.

Для своего исследования Калинджер-Йоак несколько раз в неделю весной и осенью в период с 2010 по 2014 год посещала Восеон, чтобы провести собственные наблюдения за семью видами: американский вяз, чёрный орех, белый дуб, чёрный дуб, восточный тополь, сумах оленерогий и сассафрас. Все эти выносливые виды хорошо растут на большей части территории США. Исследователи также использовали месячные данные о температуре и осадках со станции Восеон сети U.S. Historical Climatology Network для расчёта долгосрочных тенденций.

Результаты и последствия

Хотя виды реагировали на изменение температур неодинаково (некоторые раньше распускали почки, а большинство дольше сохраняли окраску листьев осенью), в анализе выделились две основные закономерности:

• Средние температуры в середине зимы и весной в регионе выросли на до 5 градусов по Фаренгейту с 1892 года, причём шесть из десяти самых тёплых лет в ноябре и декабре пришлись на период после 1990 года.
• Основное удлинение вегетационного периода произошло осенью из-за задержки пика окраски листьев.

Калинджер-Йоак использовала даты пика окраски, а не опадения листьев, для определения конца вегетационного периода, чтобы связать его с пиковым периодом фотосинтеза каждого дерева. По мере увядания окраски деревья становятся гораздо менее эффективными в поглощении диоксида углерода (CO₂) и воды для получения питательных сахаров.

Хотя удлинённый период роста, вероятно, увеличивает поглощение деревьями CO₂ из атмосферы, сочетание общего потепления и экстремальных температурных колебаний может вызывать стресс у деревьев, который это исследование не могло выявить. В целом, реакция видов на изменение температур была весьма разнообразной, что является тревожным сигналом для биолога.

«Если вы подвергаете организмы одним и тем же экологическим воздействиям и видите радикально разные реакции, велика вероятность, что одна из этих реакций в долгосрочной перспективе окажется лучше другой», — пояснила Калинджер-Йоак. — «Время покажет, кто окажется долгосрочным победителем, а кто проигравшим, и что это будет означать для облика различных лесов, если некоторые виды будут постоянно отставать, потому что не могут справиться с экстремальными условиями, которые мы внесли в систему».

Эти выводы указывают на необходимость ещё более детальных исследований на уровне отдельных видов, чтобы улучшить модели, призванные прогнозировать, как леса и их ценная услуга по поглощению углерода будут реагировать на продолжающиеся изменения климата.

«Мы заинтересованы в том, чтобы смягчить негативные последствия глобального потепления, и задаёмся вопросом, какую пользу мы можем получить от уже существующих деревьев и от потенциальной посадки новых — это действительно важно», — сказала она. — «Когда мы думаем об относительно недорогой стратегии смягчения последствий, массовая посадка деревьев, которые высасывают CO₂ из воздуха, — очень хорошая стратегия. Но для продвижения таких действий вам также необходимо иметь доказательства уровня пользы, которую вы от них получите».

Исследование было опубликовано в журнале PLOS ONE.