Климат является важным фактором в определении зоны произрастания видов растений. Некоторые исследования предполагают, что к началу следующего столетия изменение климата приведет к расселению некоторых видов на несколько десятков километров к северу от их нынешних ареалов.
Такие изменения могут иметь серьезные последствия для функционирования наземных экосистем.
Но северная миграция не предусмотрена для сахарных кленов, по словам Алексиса Картерона, который недавно опубликовал результаты своего докторского исследования в Журнале экологии. Его работой руководит профессор Этьен Лалиберте из Университета Монреаля, а также Марк Велленд из Университета Шербрука.
Картерон и его коллеги из Департамента биологических наук Университета Монреаля и Института исследований растительной биологии пришли к такому выводу после проведения экспериментов в теплицах Ботанического сада Монреаля с использованием образцов почвы, собранных в национальном парке Мон-Мегантик.
Важность состава почвы Климат и повышение температуры, зарегистрированное в последние десятилетия, в значительной степени способствует миграции деревьев, но также и состав почвы. Однако мы знаем гораздо меньше о воздействии почвы по сравнению с климатом.
Вот почему Картерон и его коллеги решили изучить влияние микроорганизмов и химического состава почвы на продуктивность сеянцев сахарного клена (Acer saccharum) (выживаемость и биомассу).
Исследователи впервые собрали образцы почвы с восточного склона горы Мон-Сен-Жозеф в национальном парке Мон-Мегантик в июне 2016 года. Образцы были взяты на разных высотах, чтобы отразить два типа леса, которые растут на этом участке.
«Монт Сен-Жозеф имеет значительный перепад высот: умеренный лес, состоящий в основном из сахарных кленов, растет рядом с бореальным лесом, населенным хвойными деревьями», - сказал Картерон. «Когда смотришь на гору издалека, легко увидеть, где начинается один лес и заканчивается другой».
Различные эксперименты с почвой Следующим шагом было проращивание семян клена, также известного как самарский, посадка их в теплицах в Ботаническом саду и выращивание летом 2016 и 2017 годов (перерыв на фазу покоя зимой)..
Затем исследователи применили различные методы стерилизации и инокуляции к образцам почвы, чтобы лучше понять и дифференцировать влияние биотических (микроорганизмы, грибки) и абиотических (кислотность, питательные вещества) факторов на выживание и рост сахарного клена.
Низкая выживаемость и биомасса в бореальных лесах В конце лета 2017 года Картерон и его коллеги оценили, насколько хорошо молодые сахарные клены выросли (на основе выживаемости и биомассы) в различных типах почв.
Они обнаружили, что сахарные клены, выращенные в почве из бореальных лесов, имеют значительно более низкие показатели, чем те, которые выращиваются в переходной зоне между умеренными и бореальными лесами.
Активным образом, деревья сахарного клена, выращенные в почве бореальных лесов и привитой почве бореальных лесов, показали себя на 37% и 44% хуже соответственно, чем деревья, выращенные в почве лесов умеренного пояса.
Исследователи также отметили, что pH почвы бореальных лесов мог негативно повлиять на выживаемость сахарного клена. Между тем, почва из лесов умеренного пояса, где обычно растут сахарные клены, позволила лучше заселить корни деревьев арбускулярными микоризными грибами, что может способствовать выживанию и росту деревьев.
«Из-за взаимодействия биотических и абиотических факторов почва бореальных лесов, по-видимому, предлагает менее благоприятную среду для сахарных кленовых деревьев, чем другие типы почв», - сказал Картерон. «Хотя глобальное потепление, возможно, сделало физиологически возможным выращивание сахарного клена в более северных районах, почвенные условия в этих районах делают миграцию на север менее вероятной."
Но разве состав почвы не должен меняться по мере нагревания климата? «Конечно, возможно, что биотические и абиотические свойства почвы могут измениться и позволить расширить зону произрастания сахарного клена, но для такого изменения потребуется очень много времени», - сказал Картерон, получивший множество наград за исследования в последние годы..