Устойчивость умеренных лесов к потеплению связали с локальным микроклиматом

Локальные изменения микроклимата оказывают бо́льшее влияние на лесные экосистемы, чем глобальные макроклиматические процессы: они могут как сдерживать отклик сообществ и отдельных растительных видов на потепление, так и усугублять его в результате локальных нарушений местообитаний. По словам авторов исследования, опубликованного в журнале Science, это ставит под вопрос точность ранее полученных результатов прогнозирования лесных экосистем с использованием глобальных метеоданных.

В настоящее время прогнозы отклика лесных экосистем на изменение климата строятся на основе данных, полученных метеостанциями и описывающих макроклимат. Измерения температуры воздуха, используемые в таких исследованиях, как правило, проводятся на высоте на 1,2-2 метра выше травяного яруса. Это не слишком точно отражает микроклиматические условия лесов, ведь их экосистемы, в отличие от степей или тундр, характеризуются ярусной вертикальной структурой. В англоязычных научных публикациях, как правило, фигурируют два важнейших яруса — полог леса, то есть гуща сомкнутых крон деревьев (canopy) и пространство ниже полога (subcanopy). Разница температур между ярусами может достигать нескольких градусов.

В экосистемах планеты повсеместно наблюдается термофилизация — постепенное вытеснение видов, уязвимых к изменению климата, их более теплолюбивыми конкурентами. В лесах этот процесс существенно замедлен, и однозначного понимания, почему так происходит, до недавних пор не было.

Ученые под руководством Флориана Зеллвегера (Florian Zellweger) из Кембриджского университета изучали микроклимат в умеренных лесах. Они измеряли температуры воздуха в пологе леса и подлеске на 2955 площадках в 56 регионах Европы. Первичные наблюдения были проведены в 1934 году, а повторные — в 2017 году.

Оказалось, что разница температур между пологом леса и подлеском составляет в среднем два градуса Цельсия в случае сомкнутых крон и один градус Цельсия в нарушенных местообитаниях (такие леса могли быть подвергнуты рубкам несколько десятилетий назад).

Авторы исследования пришли к выводу, что термофилизация замедляется под густым пологом леса и нарастает в прорехах. Микроклимат влияет на нее значительно сильнее (p < 0,01), чем макроклимат (p = 0,7). Даже небольшой паттерн вырубки может привести к появлению в экосистеме новых, более теплолюбивых видов растений, и локальному угнетению эндемиков. Поскольку все ранее разработанные прогнозы будущего развития лесных экосистем и моделирование их откликов на потепление проводились по макроклиматическим данным, авторы исследования настаивают, что интерпретировать их результаты нужно с осторожностью — роль микроклимата в таких расчетах сильно недооценена.

Изменение климата действует на леса не только посредством термофилизации растительных видов: недавнее исследование показало, что потепление оказывает в целом положительное влияние на насекомых-вредителей сельского и лесного хозяйства. В ближайшие десятилетия они могут продвинуться в сторону высоких широт и нанести большой ущерб таежным экосистемам.

Марина Попова