Устойчивость умеренных лесов к потеплению связали с локальным микроклиматом

Print PDF

Говоря о влиянии потепления или иного глобального фактора, увы, забывают, что он действует не в одиночку, а в синергии с местными нарушениями природных сообществ. И эффект для каждого участка пространства определяется результированием того и другого, обычно пороговым: если некоторый предел нарушенности не превзойден, минусы от воздействия смягчаются, а то и вовсе остаются лишь плюсы, как в первые десятилетия рост концентрации парниковых газов вёл к большему связыванию и прогрессу растительности, «глобальному озеленению». А вот когда предел превзойден, локальные нарушения утяжеляют эффект общих воздействий и сами прогрессируют ещё больше, появляется очень неприятная положительная обратная связь. Что было показано для европейских лесов: главную роль в адаптации к глобальному потеплению играет полог деревьев — средообразователей 1го яруса, если он нарушается усыханием от «вредителей» или пожаров тады ой.

Так, локальные изменения микроклимата, созданные вышеописанными нарушениями, оказывают бо́льшее влияние на лесные экосистемы, чем глобальные макроклиматические процессы: до определённого предела они сдерживают отклик сообществ и отдельных растительных видов на потепление, а когда он превзойден — усугубляют негативные последствия. По словам авторов исследования, опубликованного в журнале Science, это ставит под вопрос точность ранее полученных результатов прогнозирования лесных экосистем с использованием глобальных метеоданных.

В настоящее время прогнозы отклика лесных экосистем на изменение климата строятся на основе данных, полученных метеостанциями и описывающих макроклимат. Измерения температуры воздуха, используемые в таких исследованиях, как правило, проводятся на высоте на 1,2-2 метра выше травяного яруса. Это не слишком точно отражает микроклиматические условия лесов, ведь их экосистемы, в отличие от степей или тундр, характеризуются ярусной вертикальной структурой. В англоязычных научных публикациях, как правило, фигурируют два важнейших яруса — полог леса, то есть гуща сомкнутых крон деревьев (canopy) и пространство ниже полога (subcanopy). Разница температур между ярусами может достигать нескольких градусов.

В экосистемах планеты повсеместно наблюдается термофилизация — постепенное вытеснение видов, уязвимых к изменению климата, их более теплолюбивыми конкурентами. В лесах этот процесс существенно замедлен, и однозначного понимания, почему так происходит, до недавних пор не было. Ученые под руководством Флориана Зеллвегера (Florian Zellweger) из Кембриджского университета изучали микроклимат в умеренных лесах. Они измеряли температуры воздуха в пологе леса и подлеске на 2955 площадках в 56 регионах Европы. Первичные наблюдения были проведены в 1934 году, а повторные — в 2017 году.

A — расположение площадок, B — разница температур в пологе и подлеске в 1934 и 2017 годах, C — корреляция между микро- и макроклиматом.  Florian Zellweger et al. / Science, 2020

Оказалось, что разница температур между пологом леса и подлеском составляет в среднем два градуса Цельсия в случае сомкнутых крон и один градус Цельсия в нарушенных местообитаниях (такие леса могли быть подвергнуты рубкам несколько десятилетий назад).

Авторы исследования пришли к выводу, что термофилизация замедляется под густым пологом леса и нарастает в прорехах. Микроклимат влияет на нее значительно сильнее (p < 0,01), чем макроклимат (p = 0,7). Даже небольшой паттерн вырубки может привести к появлению в экосистеме новых, более теплолюбивых видов растений, и локальному угнетению эндемиков. Поскольку все ранее разработанные прогнозы будущего развития лесных экосистем и моделирование их откликов на потепление проводились по макроклиматическим данным, авторы исследования настаивают, что интерпретировать их результаты нужно с осторожностью — роль микроклимата в таких расчетах сильно недооценена.

Изменение климата действует на леса не только посредством термофилизации растительных видов: недавнее исследование показало, что потепление оказывает в целом положительное влияние на насекомых-вредителей сельского и лесного хозяйства. В ближайшие десятилетия они могут продвинуться в сторону высоких широт и нанести большой ущерб таежным экосистемам.

Источник Марина Попова в N+1