Ученые научились предсказывать, как изменение климата изменит циклы роста растений

Наша способность предсказывать сроки наступления сезонов до сих пор была невысока, особенно по сравнению с прогнозами погоды. Фенология — реакция растений и животных на погодные условия — сложна для прогнозирования, особенно с учетом изменения климата.

Новое исследование в журнале Communications Earth & Environment предлагает более надежный метод сезонного прогнозирования. Ученые усовершенствовали существующие подходы, добавив к ним показатель скорости потепления весной. Это позволило им предсказать изменения сроков появления листьев и цветения за период более 150 лет.

Растения в США цветут на три-четыре недели раньше, чем 150 лет назад

Прорыв стал возможен благодаря повторному открытию отчета XIX века с тысячами фенологических наблюдений за растениями и животными на востоке США. Это была первая в стране фенологическая программа с участием гражданских ученых, организованная Смитсоновским институтом.

Сравнив эти исторические данные с современными наблюдениями за 18 видами растений, авторы обнаружили резкие изменения.

"Все 18 видов начали производить листья и цвести раньше, — говорит соавтор Тереза Кримминс. — В среднем это происходит более чем на три недели раньше, чем в прошлом. Некоторые виды цветут более чем на месяц раньше".

Скорость весеннего потепления влияет на сроки появления листьев и цветения

Традиционно для прогнозирования фенологии используют два фактора: местоположение растения и количество тепла, необходимое для его активации. Однако это плохо работает для прогноза широкомасштабных изменений, например, для целого леса.

Авторы добавили третий ключевой параметр — скорость потепления (warming velocity), то есть, как быстро нарастает тепло весной. Этот показатель зависит от местности: районы у крупных водоемов нагреваются медленнее, так как вода аккумулирует тепло дольше воздуха.

Новая модель с учетом скорости потепления и потребности в тепле позволила объяснить ранее необъяснимые закономерности. Например, почему растения, которые обычно цветут поздно (например, розовые азалии), в некоторых условиях могут обогнать раннецветущие виды (например, клены). Если весна в районе произрастания азалии наступает быстро, она может зацвести раньше клена, растущего в зоне с более медленным потеплением.

"Повышенная точность прогнозирования циклов в экосистемах может дать защитникам природы преимущество в планировании на будущее", — отмечает соавтор Роб Гуралник.

Исследование показывает, что для прогнозирования будущего биоразнообразия необходим более целостный подход и понимание базовых процессов.