Объяснено, как глобальное потепление сдвигает границы лесов — Naked Science
07.04.2020
ТГУ

Объяснено, как глобальное потепление сдвигает границы лесов

4.6

Ученые России, США, Британии и Италии исследовали влияние трансформации климата на лесные массивы Горного Алтая. В XX веке среднегодовая температура здесь увеличилась на 1,4-1,7 градуса. Результаты полевых исследований, изучение дендрохронологических данных, снимков с беспилотников и спутников показали быстрое смещение границы лесов вверх, в горы. Специалисты полагают, что в XXI веке динамика этих процессов на Алтае и в других точках планеты может увеличиться в 100 раз, что скажется на местных экосистемах.

Горный Алтай / ©photosight.ru

Результаты исследований опубликованы в журнале Scientific reports издательства Nature Publishing Group. В составе группы, проводившей исследования на высокогорной станции ТГУ «Актру», вошли ученые ТГУ (Россия), Университета Пёрдью (США), Университета Катании (Италия), Университета Шэффилда (Британия), магистранты ТГУ из Италии, России и Китая (программа «Изучение Сибири и Арктики»).

По словам одного и авторов статьи, профессора ТГУ и Университета Шэффилда Терри Каллагана, выбор территории для реализации проекта обусловлен тем, что горные экосистемы, наряду с арктическими, первыми откликаются на повышение температуры на планете. Немаловажным был и тот факт, что регулярные исследования ученых ТГУ на северном склоне Северо-Чуйского хребта начались еще в 1957 году. За 70 с лишним лет накоплен значительный объем данных, в том числе метеорологических.

В процессе изучения состояния лесов в высокогорье Алтая исследователи проанализировали большой массив информации. Они сопоставляли дендрохронологические и метеорологические данные прошлого столетия, анализировали пробы, отобранные в ходе недавней экспедиции, сопоставляли их с материалами съемки, полученными со спутников и при помощи дронов.

Трехмерная модель (построенная при помощи 10 аэрофотоснимков, сделанных беспилотником) исследуемого участка на склоне горы над научно-исследовательской станцией “Актру” в Горном Алтае (малая врезка). Модель накладывается на самое последнее имеющееся (2017 год) спутниковое изображение этого района, чтобы показать схему отбора проб, состоящую из трех вертикальных и четырех горизонтальных разрезов, расположенных на расстоянии 50 метров. Видны географические координаты в углу исследуемых участков и высоты над уровнем моря. Малая врезка показывает непрерывную лесную полосу между Северо-Чуйской горной цепью (белые вершины слева) и Курайской долиной (песчаная местность справа). Самый высокий высотный уровень древесной линии достигается на исследовательском участке (красная стрелка) исследовательской станции “Актру” / ©www.ncbi.nlm.nih.gov

Полученные результаты показали, что во второй половине прошлого столетия смещение лесной границы относительно уровня моря значительно ускорилось. В начале XX века граница леса находилась на высоте 2150 метров над уровнем моря. За 52 года деревья переместились вверх примерно до отметки 2200 метров над уровнем моря и продолжали расти на этой высоте в течение 34 лет (с 1965 по 1999 год). С 1996 по 2006 год отмечен резкий «скачок» – молодые деревья появились уже на отметке 2250 метров. Некоторые деревья в период с 1994 по 2002 год достигли еще более высоких отметок и поднялись в горы примерно до отметки 2300 метров.

Профессор ТГУ и Университета Шэффилда Терри Каллаган (слева) / ©Пресс-служба ТГУ

Авторы статьи отмечают, что в дальнейшем прогнозируется большая изменчивость климата с общим повышением температуры и экстремально сухими и жаркими периодами. Такие события оказывают существенное влияние на горные лесные экосистемы, где повышение температуры позволяет многим видам деревьев обосноваться на более высоких отметках и найти для себя благоприятные экологические ниши.

Графическое изображение того же участка и основной растительности на нем на мелкомасштабной сетке отбора проб размером 5×5 метров / ©www.ncbi.nlm.nih.gov

Согласно данным, полученным на станциях ТГУ и базах других участников сети SecNet (создана для изучения Сибири и Арктики), подобная тенденция отмечается и в тундре (ХМАО), где под влиянием климатических эффектов деревья продвигаются на север. Похожая ситуация существует и в некоторых других регионах – Китае и Северной Америке. Результаты исследований, проведенных разными учеными, говорят о том, что в умеренных регионах деревья мигрируют естественным путем на несколько километров в столетие.

Это прослеживается в долгосрочной фотографической записи, использованной для документирования смещения высот альпийского леса в альпийские луга в провинции Юньнань на юге Китая. В Северной Америке моделирование распределения видов деревьев в связи с изменением климата предполагает общее движение 134 восточных ареалов деревьев в направлении северо-востока.

Полная дендрохронологическая кривая, рассчитанная как средний годовой прирост 48 образцов сердцевины деревьев, собранных вдоль высотных разрезов. Годы указаны над точками роста. Пунктирная линия представляет собой линейную тенденцию и показывает стандартное отклонение. Во вставке – индекс кольца дерева (рассчитанный с учетом автокорреляционных и частичных автокорреляционных функций) показан в виде временного ряда (синяя линия) и нанесен на график вместе с количеством собранных выборок (красная линия) против возрастающих лет (по абсциссе) / ©www.ncbi.nlm.nih.gov

В перспективе это приведет к трансформации многих экосистем, включая появление одних представителей флоры и фауны и исчезновение других. Оценить однозначно грядущие экологические изменения пока сложно, но некоторые могут негативно сказаться на благополучии человека. Так, например, перемещение границы леса на север в тундре может привести к сокращению традиционной растительности, в том числе ягеля, который является основной кормовой культурой для оленей.

Слева: схематическое изображение распределения возрастов деревьев на разных высотах. Стрелки указывают на общую тенденцию движения линии деревьев. Справа: схема роста в течение первых 12 лет жизни деревьев, расположенных на разных высотах / ©www.ncbi.nlm.nih.gov

Добавим, что согласно прогнозу авторов статьи, серьезные климатические изменения могут привести к более быстрому сдвигу деревьев и увеличить скорость их перемещения в 100–1000 раз относительно естественных темпов миграции. В настоящее время группа ученых под руководством Терри Каллагана готовит новую публикацию, в которую войдут систематизированные данные из 600 литературных источников и новые результаты исследования.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Национальный исследовательский Томский государственный университет (ТГУ) — первый российский университет на территории Русской Азии (фактически первый российский университет восточнее берегов Волги), один из 29 национальных исследовательских университетов.
Вчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

Вчера, 09:16
Александр Березин

СМИ всего мира принялись рассказывать, что новые штаммы возникли из-за ослабления ограничений, снятия масок, а то и под воздействием вакцин. Якобы те оказали эволюционное давление, заставляющее вирус обходить вакцинную защиту. Увы, реальная биология указывает на совсем иную — и более устрашающую — картину. Разбираемся в деталях.

31 июля
Ольга Иванова

Ученые выяснили, что хроническая боль может влиять не только на физическое состояние, но и на психику человека, определяя его чувства, мысли и убеждения.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

26 июля
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: