​Сотрудник МГУ имени М.В. Ломоносова в составе крупной международной коллаборации учёных в течение более 30 лет собирал данные о температуре и влажности почвы в тундровых экосистемах высокогорий Северо-Западного Кавказа и анализировал функциональные признаки растений. Всего учёные собрали аналогичные данные за три десятилетия в тундрах со всего мира и выяснили, что на всех площадках за время наблюдения значимо увеличились температура воздуха и высота растений. 

Подобные исследования подчёркивают, с какой скоростью экосистемы реагируют на изменения климата, и позволяют строить более точные экологические модели в контексте глобального потепления. Работа проходила в рамках проекта «Ноев ковчег» при поддержке Российского научного фонда (РНФ), её результаты 26 сентября были опубликованы в престижном научном журнале Nature.

По подсчетам экологов, в слое вечной мерзлоты содержится около 50% всех почвенного углерода, высвобождение которого может усилить парниковый эффект и, как следствие, ускорить темпы глобального потепления. Растительный покров в свою очередь играет одну из ключевых ролей в круговороте углерода и энергетическом балансе экосистем, нарушения которых могут влиять на региональный и глобальный климат. Функциональные признаки растений косвенно влияют на круговорот элементов в экосистеме и могут отражать как почвенные, так и надземные запасы углерода в ней.

Международный коллектив ботаников и экологов на протяжении трех десятилетий собирал данные о температуре, влажности почвы и 7 функциональных признаках растений со 117 экспериментальных площадок, расположенных в тундровых сообществах, включая высокогорные. "На протяжении почти 30 лет наша научная группа наблюдала динамику растительных сообществ, изучала функциональные признаки растений и фиксировала основные климатические показатели в высокогорных экосистемах Северо-Западного Кавказа, - рассказывает один из авторов исследования, заведующий кафедрой геоботаники биологического факультета МГУ Владимир Онипченко. - на наших экспериментальных площадках мы наблюдаем как повышение температуры, так и изменения в составе фитоценозов и функциональных признаков растений, произрастающих в них".

Исследователи изучали изменения 7 функциональных признаков растений. Три из них - отношение площади листа к его сухой массе, содержание азота в тканях, отношение сухой массы листа к влажной - косвенно воздействуют на скорость круговорота веществ в экосистеме, а другие, в числе которых площадь листа и высота растения, влияют на перераспределение тепла и влаги, а также отражают надземные запасы углерода растительного сообщества. Помимо функциональных признаков растений ученые фиксировали два климатических показателя - температура воздуха и влажность почвы - и отслеживали их изменения во времени.

В течение 30 лет наблюдений на большей части площадок отмечено значимое повышение температуры: в среднем на 0.09 градусов Цельсия в год. Наибольшие изменения среди функциональных признаков ученые обнаружили в высоте растений: ее увеличение отмечено на всех 117 точках, в среднем тундры стали выше на 8 сантиметров. Кроме того, исследователи выявили прямую корреляцию между удельной листовой поверхностью (соотношением площади листа к его сухой массе) и летней температуры, только этот тренд более выражен во влажных районах. Обратную корреляцию с температурой демонстрирует соотношение сухой массы листа к влажной. То есть при увеличении температуры возрастает содержание влаги в листьях тундровых растений.

"Наше исследование уникально своей масштабностью: никто прежде на столь обширной географии и столь длительном периоде времени не анализировал связь между признаками растений и климатическими параметрами, - поясняет Владимир Онипченко. - Для нас было весьма удивительным выяснить, что больше всего повышение температуры сказывается на высоте растений. Причем эта особенность характерна для всех точек наблюдения. Полученные результаты дают широкое представление о процессах, происходящих в тундровых экосистемах в контексте глобального потепления, и позволяют уточнить ныне существующие экологические модели".

Тундровые экосистемы наиболее чувствительны к изменениям климата, и эта их особенность приковывает внимание специалистов из разных областей науки. Так, географы отмечают в Арктике изменения в сезонности наводнений, геокриологи открывают новые, ранее неизвестные для Земли геологические явления.

В исследовании принимали участие ученые из более чем ста организаций со всего мира, среди которых две российских: МГУ имени М.В. Ломоносова и Ботанический институт имени В.Л. Комарова РАН.

Источники

За 30 лет тундры стали выше
Научная Россия (scientificrussia.ru), 27/09/2018
Тундры за последние 30 лет стали выше и теплее
Индикатор (indicator.ru), 30/09/2018

Похожие новости

  • 30/03/2018

    Российские ученые создали синтетический аналог «кожи хамелеона»

    Российские ученые приняли участие в разработке материала, который по мягкости приближается к человеческой коже, а по умению менять цвет напоминает кожу хамелеона. Он представляет собой полимер, состоящий из нескольких типов звеньев-мономеров, и может пригодится для создания биологического импланта.
    606
  • 03/07/2018

    Последствия инфаркта миокарда предложили лечить генной терапией

    Российские ученые разработали новый метод генной терапии для лечения последствий инфаркта миокарда. Они предлагают доставлять в пораженные области сердца два гена: HGF и VEGF165. Они кодируют белки, которые помогают расти клеткам внутренней стенки сосудов и защищают клетки сердца от гибели при ишемии.
    279
  • 15/08/2017

    Леса сибирских торфяников вызывают парниковый эффект

    ​Сотрудники биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова вместе с российскими и иностранными коллегами изучили свойства разных состояний торфяных болот и заболоченных лесов в Западной Сибири.  Ученые заключили, что залесение (зарастание лесом) торфяников в высоких широтах способствует функционированию механизму положительной обратной связи для потепления климата Результаты исследования опубликованы в журнале Science of the Total Environment.
    490
  • 23/06/2018

    Российские ученые нашли вещество, ослабляющее защиту раковых клеток

    ​Российские молекулярные биологи открыли вещество, способное "отключать" белки, мешающие химиотерапии убивать раковые клетки, и успешно проверили его работу на культурах рака прямой кишки.
    496
  • 29/12/2017

    Ученые разработали алгоритм для ДНК-оригами

    Международный коллектив российских и американских ученых предложил алгоритм компьютерного моделирования сложенных из ДНК трехмерных конструкций. Такие нанороботы могут использоваться в электронике и медицине, например, для доставки лекарств.
    580
  • 10/09/2018

    Определен ключевой фактор разнообразия водной фауны Шпицбергена

    ​Сотрудники кафедры гидробиологии биологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова совместно с коллегами из Дании и Норвегии проанализировали фауну и сообщества беспозвоночных животных в озерах Шпицбергена.
    199
  • 16/08/2017

    Российские ученые установили, как изменения климата влияют на наводнения

    ​Ученые МГУ имени М.В.Ломоносова в составе международного коллектива установили, как изменения климата влияют на наводнения в западной части Евразии: в странах Европы и на европейской части России.
    864
  • 14/04/2017

    Российские ученые приблизились к разгадке механизма выработки лечебных белков

    ​Ученые ТГУ и МГУ выявили механизмы, которые играют главную роль в продукции миокинов - белков, обладающих противовоспалительным действием. Полученные данные помогут активизировать выработку в организме веществ, снижающих уровень воспалительных процессов.
    764
  • 23/08/2017

    Ученые и студенты со всего мира исследуют Байкал

    ​Студенты и ученые из России, Японии и Франции исследуют дно Байкала. Их находка поможет пополнить природные богатства еще на долгие годы. Здесь нет льдов, белых медведей и пингвинов, но для будущих исследователей Арктики Байкал - словно тренировочный полигон.
    1063
  • 01/11/2017

    СФУ и Университет Барселоны запустили учебную программу по экомониторингу

    ​Институт экологии и географии Сибирского федерального университета (ИЭиГ СФУ) запустил новую магистерскую программу по подготовке специалистов в области экологии и природопользования "Экологический мониторинг" с двуязычным русско-английским учебным модулем, разработанным совместно с преподавателями Университета Барселоны, сообщили РИА Новости в пресс-службе СФУ.
    736