Изменение климата поспособствует замене многолетних растений однолетними

Сейчас однолетние растения составляют шесть процентов видов сосудистых растений суши, что в два раза ниже прежних оценок. Однако в будущем их доля будет расти практически повсеместно в 69 процентах экологических регионов из-за изменения климата: они оказались более стойкими к засухам и высоким температурам во время самых сухих сезонов. Такие выводы содержит исследование, опубликованное в журнале Nature.

Все наземные растения в зависимости от их жизненного цикла можно разделить на однолетние и многолетние. Однолетние размножаются лишь однажды и в конце вегетационного сезона отмирают. Многолетние же растения имеют ряд приспособлений, которые позволяют им переживать зимы и другие стрессовые периоды, чтобы жить несколько лет и размножаться многократно. Они играют важную роль в экосистемах и биосфере в целом, потому что снижают почвенную эрозию и депонируют большое количество углерода за счет развитой корневой системы, а также потребляют меньше воды и элементов питания за счет более эффективного метаболизма.

Считается, что сейчас 13 процентов растений суши можно отнести к однолетним, и они преобладают среди культурных растений, сорняков и инвазивных видов. Однако эта оценка, скорее всего, уже заметно устарела из-за развития сельского хозяйства и изменения климата, и будущее распределение растений в мире достаточно неопределенное.

Ученые под руководством Тайлера Поппенваймера (Tyler Poppenwimer) из Тель-Авивского университета составили наиболее точную карту распространения однолетних и многолетних растений в мире, объединив данные из 11 баз по разрозненным морфологическим, экологическим и биогеографическим признакам с 1945 года в единую базу из более 235979 биологических видов сосудистых растений — это около 67 процентов видов растений, известных на текущий момент. Они также провели прогностическое моделирование, сопоставив данные о жизненном цикле и встречаемости растений с биоклиматическими данными из базы WorldClim и данными об антропогенном воздействии (застройка, дороги и сельское хозяйство).

В результате авторы исследования разделили сушу на 682 экологических региона, и пришли к выводу, что в 69 процентах этих регионов доля однолетних растений к 2060 году увеличится. Сейчас относятся по большей части к жарким и засушливым регионам, и распространены не так широко, как считалось ранее: их суммарную долю оценили в шесть процентов, что в два раза меньше предыдущей оценки. Неожиданно, что для однолетних растений оказались важнее показатели температуры и осадков не в среднем за год, а в среднем за самый засушливый квартал. Поэтому уже сейчас на побережье Средиземного моря однолетних растений больше, чем в некоторых пустынях. Авторы отметили, что результаты их анализа указывают на растущий риск того, что в будущем многолетние растения не смогут эффективно выполнять возложенные на них экосистемные услуги — в условиях все более частых и сильных засух и волн жары они будут замещаться однолетними растениями.

Изменение климата отразится не только на распределении растений на суше. Недавно ученые выяснили, что из-за засух и волн жары сократится площадь пригодных местообитаний для индийских слонов и утконосов, а у птиц на землях сельскохозяйственного назначения снизится успех гнездования.