Леса и глобальное потепление

К концу XXI века деревья на севере и в горах могут стать нечувствительны к изменению климата, сообщили в красноярском Институте леса им. В. Н. Сукачева СО РАН. Глобальное потепление, наблюдаемое в течение последних десятилетий, активизировало рост деревьев в большинстве местообитаний на северной и верхней границе лесов по всему миру.

Международный коллектив ученых предсказал, что к началу следующего века при условии продолжающегося роста температуры связь между изменением температуры и скоростью годичного прироста древесины в подобных условиях практически исчезнет. Это означает, что способность деревьев поглощать СО2 не будет расти пропорционально повышению температуры. Результаты исследования опубликованы в журнале Global Change Biology.

Согласно прогнозам, глобальное потепление будет продолжаться в течение всего XXI века. Это потепление совместно с увеличением концентрации углекислого газа в атмосфере привело к ускорению роста деревьев в условиях, где до недавнего времени он был ограничен изменчивостью температуры. Однако нет уверенности, что темпы роста деревьев продолжат увеличиваться.

Международный коллектив ученых, в состав которого вошел исследователь ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», проанализировал тенденции роста деревьев в ХХ веке и сделал прогноз влияния климатических изменений на развитие лесов вплоть до начала XXII века. Модели показали, что в будущем зависимость роста деревьев от изменений температуры будет ослабевать, а низкие температуры перестанут ограничивать рост деревьев в северных широтах.

– Рост деревьев на севере в настоящее время в первую очередь зависит от изменчивости летней температуры. В этих условиях малейшие ее изменения в положительную сторону, особенно в начале лета, приводят к тому, что рост ускоряется. В определенных пределах существует практически прямая зависимость между летней температурой и приростом. Однако дерево при температурах выше некоего порога входит в зону комфорта,  – пояснил «РИА Новости» Александр Кирдянов, один из авторов статьи, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Института леса им.  В.  Н.  Сукачева СО РАН и Сибирского федерального университета.

Для решения масштабной задачи исследователи собрали данные для северной и верхней границы леса по тринадцати ключевым лесным регионам мира, включая экосистемы в тропической, умеренно-континентальной, средиземноморской, бореальной и субарктической зонах. Основным источником информации были древесные керны  – цилиндрические образцы древесины диаметром около пяти миллиметров, используемые для оценки возраста деревьев и скорости радиального роста. Для расчета климатических изменений и сравнения их с приростом у деревьев ученые использовали статистические данные о среднемесячной температуре и сумме осадков за 1901–2004 годы.

Лес – возобновляемый ресурс, на месте дерева, ставшего кубометрами древесины, вырастет новое

Опираясь на полученные данные, ученые проверили, как изменится связь между температурой и ростом деревьев при умеренном (0,9–2,6 °C) и интенсивном (1,4–4,8 °C) сценариях потепления к концу XXI века. Моделирование радиального прироста деревьев предсказало уменьшение зависимости темпов роста деревьев от температуры. Как только летняя температура становится комфортной для деревьев, дальнейший рост температуры перестает в прежней степени сказываться на формировании древесных колец. Значит, способность поглощать СО2 из атмосферы у деревьев не будет расти пропорционально увеличению температуры.

– Проанализировав данные за полвека (с 1950 по 2004 год), мы показали, что деревья на северной и верхней границе леса четырех континентов увеличили скорость своего роста. Особое ускорение отмечается с 1980х годов. Эти изменения совпадают с началом быстрого потепления. Однако прогноз для этих же участков на конец XXI века показал ослабление связи между изменениями климатических параметров и приростом у деревьев. Мы интерпретировали этот процесс как потерю чувствительности к изменениям летней температуры, что будет особенно заметно в бореальных лесах. По мере исчезновения связи между температурой и ростом локальные условия или конкуренция между растениями станут решающими факторами. То, как деревья будут адаптироваться к дальнейшему потеплению, имеет большое значение для судьбы лесов в северных экосистемах, – рассказал Александр Кирдянов.

Как считают ученые, отсутствие зависимости прироста от температуры может повлиять на экосистемные процессы в горных и полярных районах. В частности, это приведет к расширению ареалов распространения деревьев и заселению ими горных и тундровых территорий. Также такие изменения повлияют на запасы углерода, круговорот питательных веществ и воды в горах и на севере.

По информации Федерального исследовательского центра
«Красноярский научный центр Сибирского отделения
Российской академии наук»


ПОТЕНЦИАЛ СИБИРСКОЙ ЕЛИ

По оценке ученых, ель сибирская обладает высокой адаптивной способностью в условиях изменяющейся среды. Результаты исследования опубликованы в научном издании «Ботанический журнал».

Сибирская ель широко распространена на территории России от границы лесотундры на севере до степной зоны на юге. Из-за изменения климата ареал этого вида может измениться. Исследователи ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» совместно с московскими коллегами обнаружили, что у сибирской ели, произрастающей в пределах Красноярска, при потеплении изменяются некоторые стадии мейоза – процесса деления ядра клеток и образования мужских репродуктивных органов. У таких елей также было значительно больше мутаций, обусловленных генетическими трансформациями. Все это говорит о высокой адаптивной способности данного вида к изменениям климата.

– Растения особенно чувствительны к изменениям на стадиях проростка и формирования репродуктивных органов, когда процессы образования спор приспосабливаются к новому температурному режиму и длине светового дня. Мы изучали рост ели сибирской при изменении привычных условий произрастания. Результаты показывают, что ель сибирская быстро адаптируется к климатическим изменениям, по крайней мере температурным. Мы предполагаем, что этот вид обладает высоким адаптивным потенциалом, будет хорошо расселяться и занимать большие территории при изменениях климата, – рассказывает Елена Бажина, к. б. н., старший научный сотрудник Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (№ 200500540).


Читайте также в рубрике
06.12.2022
Лесные ресурсы
28.11.2022
Лесные ресурсы
21.11.2022
Лесные ресурсы
10.10.2022
Лесные ресурсы
15.08.2022
Лесные ресурсы
08.08.2022
Лесные ресурсы
18.07.2022
Лесные ресурсы
11.05.2022
Лесные ресурсы
15.04.2022
Лесные ресурсы
21.12.2021
Лесные ресурсы