К концу XXI века деревья на севере и в горах могут стать нечувствительны к изменению климата

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.

За последние 100 лет глобальная температура воздуха выросла на 0.8 градуса Цельсия. Согласно прогнозам, глобальное потепление будет продолжаться в течение 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 деревьев 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 один из авторов статьи, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Института леса имени В.Н. Сукачева СО РАН и Сибирского федерального университета Александр Кирдянов.

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.

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 1980-х 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.

Информация и фото предоставлены Федеральным исследовательским центром
«Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»