Вместо кровяного давления, температуры и частоты сердечных сокращений жизненно важные признаки леса фиксируются в ключевых характеристиках, таких как количество азота в листьях дерева, площадь листьев или плотность древесины. Эти «функциональные черты» могут влиять на рост деревьев и, следовательно, на то, как леса реагируют на изменение климата. В то время как исследователи начали пытаться выявить эти закономерности в последние десятилетия, неполные данные затрудняют понимание того, что происходит с конкретными признаками, особенно когда вы добираетесь до уровня отдельных деревьев в лесу.
Чтобы заполнить этот важный пробел в знаниях, Дэниел Дж. Вечински и внешний профессор Института Санта-Фе Ван М. Сэвидж, экологи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, и их сотрудники решили проанализировать существующие данные исследований признаков. на лесных сообществах, чтобы узнать, что можно узнать об этих сдвигах в глобальном масштабе.
«Одна из проблем заключается в том, что вам нужно много данных для точного измерения функционального разнообразия», - говорит Вечински. «Поэтому наша идея заключалась в том, чтобы взять функциональные данные, которые у нас есть из баз данных, и соединить их с локально собранными полевыми данными, а также данными о численности видов, чтобы сказать что-то о взаимосвязях между климатом и биоразнообразием, чего мы не могли сказать раньше».
Команда, в которую также входил внешний профессор Института Санта-Фе Брайан Энквист из Аризонского университета, собрала данные о 421 древесном сообществе по всему миру, включая информацию о 55 983 отдельных деревьях 2 701 вида, и исследовала ряд «функциональных признаков», влияющих на индивидуальный рост, таких как высота растения, плотность древесины, площадь листа и количество углерода, азота и фосфора в листе. Чтобы определить климатические условия, в которых живут эти сообщества деревьев, они также проанализировали температуру, осадки, скорость ветра и давление пара в каждом из них.
Исследование - одно из первых, в котором изучалось, как климат влияет на функциональные характеристики лесных сообществ в глобальном масштабе - обнаружило доказательства серьезных изменений этих характеристик, которые могут повлиять на продуктивность и состав леса и даже на то, как леса распределены. вокруг света. И они обнаружили, что климат по-разному влияет на девять различных характеристик: например, они обнаружили, что площадь листа больше всего зависит от давления пара и температуры, а высота в первую очередь зависит от изменчивости температуры. К удивлению авторов, два климатических фактора, в частности, оказали огромное влияние на разнообразие признаков в целом: изменчивость температуры, а не только средняя температура, и давление паров. Они также нашли доказательства того, что леса в настоящее время меняют свои черты в ответ на глобальное потепление.
Вечински и Сэвидж надеются, что работа поможет повысить точность компьютерных моделей, которые пытаются предсказать, как леса будут реагировать на изменение климата в будущем. «Рассчитывая более точную взаимосвязь между функциональным разнообразием и климатом с помощью используемых нами методов, мы сможем более точно прогнозировать эти изменения в будущем с помощью этих моделей», - говорит Вечински. «И, надеюсь, это покажет, что важно измерять больше данных о признаках в сообществах или больше информации на индивидуальном уровне в сообществах, чем просто информацию на уровне видов».
«Я думаю, что эти результаты будут полезны для определения воздействия изменения климата на экологические системы», - говорит Сэвидж.
Это только начало пути к лучшему пониманию того, как изменение климата влияет на функциональные характеристики лесных сообществ, добавляет Вечински. «Следующий шаг - провести новые полевые исследования, в ходе которых вы фактически измеряете значения характеристик для большего количества людей».