21.01.2015

Изменение климата продвигает леса выше в горы

Инструментальные наблюдения на метеостанциях показывают, что климат в последние десятилетия меняется очень быстро, причем наиболее ощутимые изменения происходят в высоких широтах северного полушария и на больших высотах. Изменение климата связано с потеплением. Соответственно, изменяются и ландшафты, особенно северные и высокогорные.

В Уральских горах леса поднимаются к вершинам, вытесняя альпийскую тундру. Как установили специалисты Швейцарского федерального института леса, снега и ландшафтных исследований, Института экологии растений и животных УрО РАН и Уральского государственного лесотехнического университета, основной причиной распространения лесов стало потепление, а также значительно возросшая толщина снежного покрова, который защищает деревья от зимнего стресса и создает благоприятные условия для их развития. Результаты исследований ученые опубликовали в журнале Global Change Biology.

Высоту, на которой могут расти деревья, определяет средняя летняя температура воздуха в сезон вегетации: она не может быть ниже 5—8 градусов Цельсия.

Там, где холоднее, начинается альпийская тундра: кустарники, выше — многолетние травы, еще выше — мхи и лишайники. Между тундрой и лесом произрастают редколесья и редины, в которых расстояние между отдельными деревьями достигает 60 м. Эта полоса называется границей леса.

В лаборатории дендрохронологии ИЭРиЖ УрО РАН собрано более 3000 ландшафтных снимков, сделанных с одной и той же точки в разные годы ХХ столетия и в начале XXI века. Исследователи сравнили 450 фотографий, сделанных в разное время на Южном, Северном, Приполярном и Полярном Урале. За последнее десятилетие граница лесов во всех четырех регионах поднялась на 4—8 метров, а леса стали более густыми. За это десятилетие летние температуры изменились незначительно, примерно на 0,05 градуса Цельсия, зато существенно увеличилось количество зимних осадков: снега сейчас выпадает в среднем на 7 мм больше, чем 10 лет назад. Ученые обнаружили положительную корреляцию между толщиной снежного покрова, густотой лесов и зимней температурой почвы. Снег, укутывая почву, сохраняет ее температуру, тем самым увеличивая количество питательных веществ; он защищает деревья от зимней сухости, сильного ветра, механических повреждений, то есть создает благоприятные условия для роста. Лес становится гуще, и зимой в нем накапливается больше снега. Круг замыкается. Чем толще снежный покров, тем выше поднимается лес.

Исследователи определили возраст десятков тысяч деревьев вдоль высотных градиентов в тех же местах, где сделаны фотографии. Анализ показал, что экспансия лесов началась примерно в 1900 году на вогнутых рельефах, защищенных от ветра склонах, где снег хорошо задерживается, достигая двухметровой толщины, а в 1950-х и 1970-х годах леса начали густеть и на склонах с мелким снежным покровом (до 30 см).

Причем в начале ХХ века среди деревьев преобладали многоствольные формы, которые обычно растут в экстремальных условиях на сильном ветру. Сейчас склоны зарастают молодым одноствольным подростом — это показатель благоприятного микроклимата и экспансии леса.

Появлению густых лесов на склоне Уральских гор способствовал влажный климат ХХ века, а модели изменения климата предполагают увеличение осадков и в веке нынешнем, особенно зимой, причем не только на Урале, но и во всей бореальной зоне Евразии. Очевидно, экспансия леса будет продолжаться. Современное положение границы леса — не самое высокое из возможных. Об этом свидетельствуют тысячи остатков полуископаемых деревьев, погибших около полутора тысяч лет назад и сохранившихся на поверхности в высокогорьях Полярного Урала. Положения этих деревьев показывает, что граница леса и раньше перемещалась то вверх, то вниз, в зависимости от изменений климата.

«Изменение экосистем означает изменение круговорота элементов, которые в свою очередь могут повлиять на климатическую систему. Меняется продуктивность лесных сообществ и биоразнообразие экосистем. Изменяется карта мерзлоты, влияющей на устойчивость техногенных сооружений. Эти знания дают человеку в руки инструменты для рационального использования природных ресурсов», — рассказал заведующий лабораторией дендрохронологии ИЭРЖ УрОРАН, доктор биологических наук Валерий Семенович Мазепа.

Андрей Z.

Источники:

1. agroxxi.ru