Найдены факторы, которые влияют на адаптацию деревьев к изменениям климата

Экологи из Сибирского федерального университета совместно с иностранными коллегами оценили, как генетические особенности и внешние условия влияют на эффективность использования воды и активность роста сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ). Статья с его описанием опубликована в European Journal of Forest Research.

Круговороты воды и углерода в природе — одни из важнейших экологических процессов. Непрерывная добыча и сжигание топлива приводят к росту содержания углекислого газа в атмосфере. Леса — главный резервуар биологически связанного углерода, поэтому потокам углерода и воды в лесных экосистемах посвящено множество исследований. Чтобы понимать процессы, которые определяют водно-углеродный баланс в лесах, важно учитывать эффективность использования воды (water-use efficiency, WUE). Эта ключевая для лесных экосистем характеристика складывается из отношения воды, используемой в метаболизме растений, к испаряемой влаге.

Экологи из России, Испании и Румынии изучили, как меняется эффективность использования воды сосной обыкновенной (Pinus sylvestris), растущей в разных местах и в разные годы. При этом исследователи смотрели на то, как эти показатели эффективности зависят от врожденных и приобретенных характеристик деревьев. «Мы провели статистический анализ уникальных данных, чтобы ответить на вопрос: генетические или фенотипические особенности деревьев определяют их способность адаптироваться к тем или иным условиям быстро меняющейся внешней среды?» — рассказал один из авторов работы, сотрудник СФУ Владимир Шишов.

Экологи оценили, как гены и окружающая среда влияют на эффективность использования воды и активность роста сосны обыкновенной при изменении климата. Результаты говорят о том, что реакции на климат деревьев со схожими генами, которые растут в разных условиях, будут отличаться между собой гораздо сильнее, чем реакции генетически различных деревьев, растущих в одних и тех же условиях. Это может быть связано со способностью древесных растений быстро адаптироваться к новым условиям окружающей среды без изменения генотипа.

«Этот результат очень важен для нас, — комментирует Владимир. — Дело в том, что мы разрабатываем феноменологическую модель роста древесных растений под влиянием внешних климатических факторов. В основе нашей разработки лежит имитационная модель роста древесных растений Ваганова — Шашкина, которую можно считать универсальной, поскольку она способна адекватно описывать рост деревьев в самых контрастных условиях произрастания — от лесотундры Евразии и Северной Америки до полупустынь Северной Африки. Однако эта модель, как и наша разработка, не учитывает индивидуальные, например генетические, особенности роста древесных растений, что считалось недостатком постулируемого нами подхода. Наши исследования показали, что такими эффектами можно пренебречь без существенного искажения конечного результата моделирования, если речь идет об исследованиях в масштабе популяции и быстрых, например климатических, изменениях окружающей среды, по крайней мере для одного вида хвойных, широко распространенного на территории всей Евразии».

Разработанная авторами проекта имитационная модель позволяет оценить, как год от года под воздействием ведущих климатических (температуры и осадков) и неклиматических (пожары, наводнения, вспышки массового размножения насекомых и т. п.) факторов изменяется клеточная продукция древесных растений. Эти данные помогут научиться оценивать и даже прогнозировать реакцию древесных растений на возможные климатические изменения и повышение концентрации парниковых газов в атмосфере.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.