Как арктические и альпийские растения реагируют на глобальное потепление

На сегодняшний день это наиболее всестороннее исследование такого рода: исследователи из Боннского университета и Университета Юго-Восточной Норвегии изучили, как два характерных вида арктических альпийских растений реагируют на глобальное потепление. Они сделали это, проанализировав почти 500 миллионов собственных показаний из горного региона Норвегии. Анализ показывает, что потенциальные последствия изменения климата в значительной степени зависят от конкретного местоположения растений и что потепление особенно выгодно для лиственных пород. Результатом будет дальнейшее усиление тенденции к озеленению арктико-альпийских регионов. Исследование опубликовано в журнале Ecosphere.


Норвежские горы могут быть чертовски негостеприимными в холодные месяцы. Тем не менее, есть растения, которые прекрасно переносят низкие температуры. К ним относятся карликовые березы Betula nana и черная водяника Эмпетрум гермафродитум. Оба прекрасно себя чувствуют в арктико-альпийских условиях; это делает их типичными представителями тундровой растительности.

До сих пор было неясно, как на рост карликовой березы и вороники влияют конкретные условия окружающей среды. В альпийских регионах Норвегии вот уже 30 лет реализуется проект, направленный на то, чтобы это изменить. «Мы подключили здесь некоторые установки и оснастили их так называемыми регистраторами данных, которые записывают измерения», – объясняет профессор д-р Йорг Лёффлер с географического факультета Боннского университета. Штифтовый регистрирует диаметр ствола – поминутно, 365 дней в году с точностью до одной тысячной миллиметра. В то же время исследователи измеряют солнечную радиацию, температуру в корневой зоне и чуть выше поверхности почвы, а также почвы.

Усадка от морозов

В текущем исследовании исследователи проанализировали около 500 миллионов измерений с 40 растений в период с 2015 по 2019 годы. «В основном мы изучали, как микроклимат, то есть условия, с которыми сталкивается отдельное растение, влияет на его рост», – говорит Свенья Добберт, которая занимается защитила докторскую диссертацию в исследовательской группе профессора Лёффлера. Это выявило поразительный ритм как у карликовой березы, так и у вороники: в более холодные месяцы диаметр их ствола в каждом случае значительно уменьшался, и весной этот процесс пошел вспять. Однако только в конце лета дефицит был восполнен до такой степени, что начался фактический рост.

«Из-за низких в более холодные месяцы для растений практически нет жидкой воды», – поясняет Добберт. «Они также уменьшают диаметр ствола, даже активно уменьшая содержание воды в своих клетках, чтобы избежать повреждений от мороза». Насколько важна эта стратегия для процветания обоих видов, демонстрируется еще одним наблюдением: растения, которые очень мало уменьшились в течение зимы, на следующее лето часто не росли или не росли.

Второй важный вывод: лиственные карликовые березы обычно лучше росли после мягкой зимы. Таким образом, кажется, что в целом им выгодны более теплые зимы. С вечнозеленой вороникой все было наоборот. «В холодные зимы снегопадов обычно меньше, – говорит Леффлер. «Это может быть преимуществом для вечнозеленых видов, потому что они могут дольше поддерживать фотосинтетическую активность и, следовательно, раньше весной вступать в фазу роста». Поэтому возможно, что вызывает все большее распространение лиственных видов и сопутствующее вытеснение вечнозеленых видов. Поскольку листья лиственных растений имеют сравнительно большую площадь поверхности (в отличие от листьев вечнозеленых видов, как правило, игольчатые), этот эффект может способствовать дальнейшему озеленению арктико-альпийских регионов.

Микроклимат имеет решающее значение

«Однако наши результаты также показывают, что микроклиматические условия могут сильно отличаться в зависимости от местоположения», – объясняет Леффлер. Например, в открытых ветреных местах снежный покров бывает очень тонким. Однако лиственной карликовой березы зимой требуется достаточно толстый изолирующий слой снега. Тогда ему придется использовать меньше ресурсов, чтобы защитить себя от мороза. Без этого утепляющего одеяла карликовой березе приходится нелегко. Вечнозеленая водяника, напротив, пользуется дополнительным солнечным светом в такие бесснежные периоды. «В целом, наши измерения доказывают, что данные о глобальном климате предоставляют мало достоверных доказательств воздействия местной растительности», – подчеркивает географ. «Исследования, подобные нашему, потенциально могут помочь нам лучше моделировать такие сложные эффекты и, в свою очередь, лучше прогнозировать влияние изменения климата на жизнь растений».

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments