Таяние вечной мерзлоты приведет к росту лиственничных лесов

Ученые обнаружили, что деградация вечной мерзлоты, вызванная глобальным потеплением климата, увеличивает количество минеральных питательных элементов для лиственниц. Исследователи прогнозируют, что это вызовет рост биомассы и продуктивности деревьев в мерзлотной зоне Центральной Сибири. Результаты исследования опубликованы в журнале Forests.

Лиственница распространена практически на всей территории Центральной Сибири. Ее доля в общих запасах хвойной древесины в России — около 40%. Благодаря биологическим особенностям — поверхностной корневой системе и ежегодному обновлению хвои, эти деревья могут расти и при высокой влажности почв, например, на болотах и в холоде. На севере помимо сурового климата отрицательное воздействие на рост и продуктивность растений оказывает вечная мерзлота. В таких условиях вегетационный период — то есть время, когда дерево растет и развивается, — значительно сокращается. Однако из-за глобального потепления ситуация постепенно меняется.

Российские ученые из Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр» СО РАН, Сибирского федерального университета вместе с коллегами из нескольких стран мира прогнозируют, что таяние многолетней мерзлоты приведет к тому, что лиственницам будет доступно гораздо больше элементов минерального питания. Международный коллектив исследователей проанализировал возможные эффекты потепления климата на двух наиболее распространенных в Центральной Сибири видах лиственниц — сибирской и Гмелина. На нескольких опытных участках вблизи поселка Тура в Эвенкии и в Красноярске в течение вегетационного периода специалисты измеряли содержание азота, фосфора и калия в хвое деревьев на южных и северных склонах холмов, в речной долине с плодородной почвой и на болоте. Оказалось, что концентрация этих элементов в хвое на более теплых почвах увеличивается. Значит с потеплением климата деревья будут получать больше питательных веществ и, как следствие, показывать большую продуктивность.

«Продуктивность древостоев лиственницы на севере сильно различается из-за локальных экологических условий. Мы выбрали участки исследования таким образом, что создать "природную лабораторию". Так, северные склоны, получают меньше солнечной радиации, чем южные, почва там оттаивает медленнее и на меньшую глубину. Наибольшее количество элементов минерального питания достается деревьям в речной долине, где почвы наиболее богатые из-за постоянного притока минеральных элементов. Верховые болота бедны питательными веществами, поскольку питательные элементы поступают только с атмосферными осадками», — пояснил один из авторов исследования, кандидат биологических наук Анатолий Прокушкин.

Ученые отметили и другие важные особенности развития лиственницы на вечной мерзлоте. В почвах бореальных лесов как правило содержится небольшое количество азота. Его восстановлению способствуют симбиотические отношения растений с грибами, так называемая микориза. Грибы увеличивают поверхность всасывания на бедных почвах, снабжают дерево питательными веществами, в том числе азотом, а взамен получают от корней глюкозу. Состав азота в хвое лиственницы на Севере свидетельствует о важности такой симбиотической связи, которая ослабевает по мере того, как почвенные условия ухудшаются.

Не менее важный механизм выживания лиственницы в северных районах — это ресорпция, то есть возвращение элементов питания в структуру дерева перед опаданием хвои в начале осени. Деревья лиственницы могут сохранять от 60 до 90% азота, фосфора и калия и использовать их вновь следующей весной. Специалисты обнаружили, что на севере лиственницы восстанавливают намного больше фосфора и калия, чем на юге.

Исследование поддержано Российским научным фондом, Российским фондом фундаментальных исследований, Французской национальной программой INSU и Национальным научным фондом США.

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.