Изменение климата делает швейцарские леса теплее и суше. Деревьям придется генетически адаптироваться к быстро меняющемуся климату, чтобы продолжать процветать в своем нынешнем месте произрастания. Однако вряд ли они смогут сделать это за такой короткий промежуток времени - на одно поколение деревьев уже уходит 100 и более лет. Поэтому вопрос о том, насколько деревья уже сегодня адаптированы к будущему климату, будет иметь решающее значение для будущего лесов.
Уникальное сравнение ели обыкновенной, пихты серебристой и европейского бука
Исследовательская группа WSL под руководством Кэролайн Хейри впервые изучила риск, связанный с изменением климата, которому подвергаются три наиболее важные породы деревьев для швейцарского лесного хозяйства и деревообрабатывающей промышленности: ель европейская, пихта серебристая и европейский бук. Исследователи провели свое исследование в рамках исследовательской программы «Леса и изменение климата», проводимой Федеральным управлением по охране окружающей среды (FOEN) и WSL. Во-первых, они исследовали, насколько хорошо деревья адаптировались к климату в соответствующем месте произрастания на протяжении многих поколений деревьев. Сильная генетическая адаптация указывает на то, что популяция деревьев зависит от определенных условий окружающей среды, тогда как небольшая адаптация предполагает способность процветать в различных условиях. Основываясь на климатических сценариях, исследовательская группа затем оценила риск плохой адаптации популяций деревьев к климату, прогнозируемому к концу 21-го века..
Результаты, безусловно, поразили. Предыдущие исследования показали, что в особенности европейская ель на Швейцарском плато будет испытывать давление из-за повышения температуры и более сухих условий. Но новое исследование показывает, что эта порода деревьев на самом деле подвержена высокому климатическому риску на всей территории Швейцарии. Очевидно, что за последние тысячелетия европейская ель в Швейцарии очень хорошо адаптировалась к местному климату в местах своего произрастания. Это, вероятно, сделает их и их потомков все более плохо приспособленными к повышению температуры, ожидаемому в ближайшие десятилетия, особенно в регионах, где сегодня уже тепло.
Лиственный европейский бук также подвержен климатическим рискам, но менее выраженным, чем европейская ель. Напротив, было обнаружено, что пихта серебристая с трудом адаптировала свои характеристики роста к местному климату. Следовательно, кажется вероятным, что пихта хорошо справится с продолжающимся изменением климата. «Мы были очень удивлены, обнаружив, что европейская ель показала признаки сильной адаптации к местному климату, в то время как пихта, казалось, почти не адаптировалась», - говорит Алин Франк из WSL, ведущий автор исследования.
Необходимость действий и надежда на лесное хозяйство
Новые результаты, только что опубликованные в Global Change Biology, важны для практики лесного хозяйства. Они показывают, что европейская ель, которая, как было показано, хорошо приспособлена к соответствующему местному климату и является основным деревом для швейцарского лесного хозяйства, находится под угрозой исчезновения по всей стране из-за нарастающего изменения климата к концу 21 века..
Таким образом, необходимо принять меры, если леса с преобладанием ели должны быть подготовлены к изменению климата заблаговременно. В будущем ель европейскую, как правило, следует использовать неохотно и продвигать ее только на участках с хорошим водоснабжением. Чтобы подготовиться к изменению климата, молодую европейскую ель, выращенную из семян, происходящих из более теплых мест обитания, можно посадить в местах, где сегодня еще прохладнее, при условии, что они достаточно морозоустойчивы, чтобы выдерживать потенциально еще более суровые климатические условия на новом месте. Выбранные места происхождения могут быть либо коренными, т.е. Ель европейская, собранная со дна долины для посадки в лесу на большей высоте или из особо теплых регионов за пределами Швейцарии.
Аналогичная процедура может быть применена к европейскому буку, беря семена из мест произрастания, которые сегодня уже засохли. «Если мы будем использовать семена деревьев в более теплых и засушливых регионах, у нас, по крайней мере, будет шанс, что эти виды будут процветать для еще одного поколения леса. Таким образом, наши леса останутся стабильными и защитят нас от стихийных бедствий», - заключает соавтор Кэролайн Хейри из WSL по результатам исследования. «Однако нет никакого чуда происхождения европейской ели или европейского бука», - говорит Алин Франк. «Поэтому мы также должны рассмотреть возможность перехода на другие породы деревьев». Соответственно, продвижение этого вида открывает большие возможности для лесного сектора.
Популяции деревьев способны генетически адаптироваться к изменениям окружающей среды. Однако этот процесс очень медленный из-за длительного времени генерации деревьев. Когда климат меняется так быстро, как сейчас, генетическая структура деревьев не может достаточно быстро адаптироваться к ожидаемым более теплым и сухим климатическим условиям. В результате гены деревьев больше не соответствуют их местной среде. Чтобы изучить этот риск, исследователи WSL создали два лесных питомника в WSL в Бирменсдорфе (Цюрих) и над Матцендорфом (Золотурн). Вырастив 16 000 саженцев, они изучили характеристики роста 92 популяций ели европейской, 90 пихты серебристой и 77 популяций европейского бука со всей Швейцарии. Рассматриваемые популяции происходили из регионов Швейцарии, которые отличались температурой и наличием воды. В частности, исследователи изучали рост сеянцев и отслеживали время распускания почек весной, прекращения роста в конце лета (ель и бук) и время окрашивания листьев осенью (бук). Когда популяции демонстрировали значительные различия в этих важных характеристиках, и эти различия соответствовали климату в местах происхождения деревьев, это указывало на местную адаптацию и, следовательно, на высокий риск изменения климата, в результате чего соответствующие виды деревьев были менее чем оптимально адаптированы к будущим местным условиям. условия.