Раннее цветение и задержка вегетации: ученые выяснили, как растения Западной Сибири реагируют на изменения климата

Новосибирские ученые проанализировали сезонные изменения в развитии 78 видов многолетников в условиях меняющегося климата Западной Сибири. Наблюдения проводились на протяжении двадцати лет. В итоге исследователи зафиксировали два основных тренда изменений — задержку начала вегетации (сроков весеннего отрастания) и раннее начало цветения.

Смещения в сезонном цикле развития отражают изменения, которые происходят с растениями, как в естественной среде, так и при интродукции – выращивании в ботанических садах.  «Наблюдения за интродуцентами помогает понять, действительно ли меняется фенология растений, насколько выявленные смещения обусловлены изменением климата и какие могут быть последствия. Большинство подобных исследований касаются древесных растений. Их чувствительность к перепадам температур выше из-за расположения многолетних осей в воздушной среде. Мы же исследовали реакции травянистых растений на изменение климата», — рассказала старший научный сотрудник Центрального сибирского ботанического сада СО РАН кандидат биологических наук Татьяна Фомина.

Ученые проводили наблюдения в Биоресурсной научной коллекции Центрального сибирского ботанического сада СО РАН по классической методике. Они отмечали даты наступления или окончания фенофаз три раза в неделю в течение теплого сезона (с апреля по октябрь). Для характеристики климатических показателей применяли данные метеостанции «Огурцово», находящейся под Новосибирском.

Изменения климатических показателей теплого сезона Новосибирска оказались незначительными: средняя температура воздуха повысилась на 0,16 °C, а количество осадков практически не изменилось (-0,01 миллиметров). Однако выявлены существенные внутрисезонные изменения в распределении тепла и осадков. Апрель заметно потеплел, а май стал более холодным и влажным. В первой половине лета возросла вероятность жаркой и сухой погоды, начало осени стало теплее и cуше. Количество осадков значительно увеличилось во второй половине лета и октябре. Продолжительность вегетационного периода стала больше на 12 дней при более позднем сходе снежного покрова (из-за роста его высоты зимой).

«В итоге мы выявили доминирующие тренды фенологии многолетников. В их числе — запаздывание начала вегетации весной из-за более длительного сохранения снежного покрова, он стал лежать дольше на четыре дня. Кроме того, снежный покров увеличился на 8 сантиметров и достиг 43-х. Более позднее снеготаяние и оказалось основным фактором, который повлиял на весеннюю фенологию многолетников. Помимо этого, сократился период от начала вегетации до цветения, уменьшилась длительность вегетации, что в целом отражает ускорение сезонного развития. Когда повышаются сезонные температуры, усиливается поглощение углерода листьями, растет продуктивность. Однако из-за физиологических ограничений этот процесс вызывает более раннее старение листьев и сокращение продолжительности вегетации. При этом установлено, что многолетники неодинаково реагируют на климатические изменения. Например, среди экологических групп более пластичными оказались ксерофиты — виды сухих лугов и степей, а среди биоморф — хамефиты и гемикриптофиты, виды растений, у которых почки расположены близко к поверхности почвы», — прокомментировала Татьяна Фомина.

Результаты исследования подтверждают изменение фенологии травянистых многолетников в Западной Сибири в связи с потеплением климата. Они сопоставимы с данными других регионов, прежде всего по тренду опережающего начала цветения.