Специалист МГУ имени М.В. Ломоносова вместе с международной командой учёных свыше 30 лет фиксировал показатели почвенной температуры и влаги в высокогорных тундрах Северо-Западного Кавказа, изучая функциональные признаки растений. Масштабный сбор данных за три десятилетия охватил тундры планеты, показав повсеместное значительное потепление и увеличение высоты растительности. Эти вдохновляющие работы ясно демонстрируют быструю реакцию экосистем на климатические сдвиги, совершенствуя экологические модели для прогноза глобального потепления. Проект выполнен при участии РНФ в рамках инициативы "Ноев ковчег".
Углеродный цикл и роль растений
Экологи рассчитали, что в вечной мерзлоте заключено до 50% почвенного углерода. Его высвобождение усилит парниковый эффект, ускоряя потепление. Растительный покров критически важен для углеродного оборота и энергетики экосистем; его изменения влияют на климат глобально и регионально. Функциональные признаки растений отражают запасы углерода в почве и биомассе, а также регулируют круговорот элементов.
Глобальный проект наблюдений
Ботаники и экологи тридцать лет вели наблюдения на 117 площадках в тундрах, включая высокогорные, фиксируя температуру, влажность почвы и 7 ключевых функциональных признаков растений. Работа объединила усилия многих учёных.
Изучаемые признаки растений
Учёные анализировали эволюцию семи функциональных характеристик. Три из них (соотношение площади к сухой массе листа, содержание азота, сухая масса к влажной) регулируют скорость круговорота веществ. Остальные (площадь листа, высота растения) влияют на распределение тепла/влаги и отражают запасы углерода над землёй. Параллельно отслеживали сдвиги в температуре воздуха и влажности грунта.
Значимые изменения за 30 лет
На большинстве участков температура зафиксировала уверенный рост: в среднем на 0.09 градуса Цельсия ежегодно. Самые выраженные перемены в признаках выявлены в высоте растений: рост фиксируется на всех площадках, в среднем тундры стали выше на 8 сантиметров. Исследователи установили прямую связь удельной листовой поверхности (площадь к сухой массе) с летним теплом, особенно во влажных зонах. Соотношение сухой массы листа к влажной показало обратную корреляцию: потепление ведёт к повышению влажности листьев тундровых видов.
Значимость полученных данных
Уникальный масштаб работы подчеркивается: подобный комплексный анализ взаимосвязи признаков растений и климата на столь обширной территории и за столь долгий период ранее не проводился. Главной интригой стало особенно заметное влияние потепления на высоту растений, универсальное для всех точек. Итоги создают детальное представление о трансформации тундр и помогут сделать существующие экологические модели точнее.
Тундра как индикатор изменений
Тундровые экосистемы исключительно восприимчивы к глобальной климатической динамике, что концентрирует внимание исследователей из разных сфер науки. Географы, например, выявляют перемены в сезонности арктических паводков, а геокриологи обнаруживают новые планетарные геологические явления.
В проекте участвовали специалисты свыше ста мировых институтов, включая МГУ имени М.В. Ломоносова и Ботанический институт имени В.Л. Комарова РАН.
Пресс-служба МГУ
Изображение: Фотобанк Freepik
Источник: scientificrussia.ru
