Засухи приведут к массовой замене древесных видов в лесах Земли

В Европе ученые ожидают постепенное замещение обыкновенной сосны на различные виды дуба. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Глобальное изменение климата приводит к росту средней температуры и продолжительным засухам по всему земному шару. Леса становятся все более уязвимым к таким явлениям, и ученые наблюдают повышенную смертность деревьев. После их смерти экосистемам предстоит длительное восстановление, и не всегда на месте коренных пород вырастают такие же или близкие по продуктивности растительные виды. Дальнейшее изменение климата может усугубить изменения в экосистемах, и пока что сложно оценить как именно трансформируется их видовой состав с течением времени.

Ученые под руководством Энрика Баттлори (Enric Batllori) из Барселонского университета сделали прогноз реорганизации лесных экосистем, которая может произойти уже в ближайшие десятилетия на фоне изменения климата. Они включили в исследование 131 тестовую площадку в лесных массивах основных биомов планеты (за исключением тропиков). Данные о растительном покрове были взяты из баз Global Forest Watch, CIPHA, GBIF и CGIAR-CSI.

Расположение 131 пробной площадки, на которых оценивались модели замены древесных пород после вымирания, вызванного засухой. BorF — бореальные леса / тайга; Des — кустарники; MedF — средиземноморские леса, редколесья и кустарники; MnG — горные луга; TeBF — широколиственные и смешанные леса умеренного пояса; TeCF — умеренный хвойные леса; TeG — луга, саванны и кустарники умеренного пояса; TrG — тропические и субтропические луга, саванны и кустарники.

Enric Batllori et al. / PNAS, 2020.

Оказалось, что в 69 процентах случаев после смерти деревьев в результате засухи они будут вскоре замещены другими видами. В 42 процентах таких случаев им на смену придут не деревья, а кустарники, то есть произойдет фактическая замена леса на другую, менее продуктивную и богатую биоразнообразием экосистему. Кроме того, в 10 процентах случаев оперативной замены умерших деревьев вообще не произойдет — такие леса ожидает как минимум временная потеря растительного покрова.

Типы замещения растительности. NR — без замены древесной растительностью; Self — самозамещение; Shrub - замена на кустарники; Tree - замена другими видами деревьев. Каждая полоса отображает возможные комбинации типов замещения. Пропорция каждого типа замещения на всех площадках соответствует размеру серых точек. Показана общая доля площадок, демонстрирующих приверженность определенному типу замещения. Цвета отображают основные замещающие категории, в которых преобладают деревья (зеленый), кустарники (фиолетовый) или отсутствие замещения древесной растительностью (коричневый).

Enric Batllori et al. / PNAS, 2020.

Авторы исследования отметили, что типы замещения растительности разнятся в зависимости от характеристик засухи. К примеру, если сразу после вымирания деревьев в экосистеме наступят более влажные климатические условия, то разница между видовым составом поврежденного и восстановившегося растительного покрова будет минимальной. Ситуация будет зависеть и от самих древесных пород. Представители родов Populus (тополь), Eucalyptus (эвкалипт), Quercus (дуб) обладают хорошим потенциалом к самозамещению. Напротив, различные виды хвойных деревьев — сосен (Pinus) и пихт (Abies) — после засухи будут восстанавливаться значительно хуже. В частности, ученые предположили, что в ближайшие десятилетия в результате засух на территории Европы сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) будет замещаться двумя видами дуба — Quercus pubescens и Quercus ilex.