Сосны обладают экологической памятью

Из-за изменения климата в Вале (Швейцария) становится суше. Уже около двух десятилетий многие сосны обыкновенные (Pinus sylvestris) в кантоне отмирают, иногда на больших площадях. Швейцарский федеральный институт исследований леса, снега и ландшафта (WSL) проводит в Пфинвальде эксперимент по орошению, чтобы изучить рост сосен в условиях засухи.

С 2003 года часть участков леса орошается, чтобы показать зависимость роста сосен от достаточного количества воды. Деревья, сначала испытывавшие стресс от засухи, а затем получавшие полив, более десяти лет росли очень хорошо, развивая более густые кроны и более толстые стволы, чем их неорошаемые соседи.

В конце 2013 года полив на некоторых участках прекратили. Учёные хотели выяснить, смогут ли деревья воспользоваться преимуществами «сытых лет» или, наоборот, длительный период орошения сделал их менее приспособленными к новым, более сухим условиям. Ответ оказался неоднозначным, так как разные органы дерева реагировали по-разному. Однако ясно, что рост сосны зависит от прошлых условий, что подтверждают результаты международной исследовательской группы под руководством WSL, опубликованные в журнале New Phytologist.

Иглы реагируют быстро, годовые побеги — медленно

Ожидалось, что после прекращения орошения вновь образующиеся хвоинки будут короче, чем в годы полива. Однако длина новых побегов уменьшилась не в первый, а только во второй год без орошения. Это первый признак эффекта наследия — отсроченной реакции роста, которую можно объяснить прошлыми, а не текущими условиями. Некоторые реакции проявляются не в следующем вегетационном сезоне, а через сезон или даже позже. Похоже, у деревьев есть своего рода экологическая память.

Стволы продолжают хорошо расти

Самым удивительным открытием стала динамика радиального прироста ствола. Средний прирост древесины и коры у деревьев, с которых сняли полив, не уменьшился сразу, как ожидалось, а оставался значительно больше, чем до начала орошения, ещё в течение четырёх лет. Рост ствола зависит не только от внешних условий, но и пользуется ресурсами и структурами, созданными в период орошения, даже после его окончания. Исследователи исключили влияние воды, оставшейся в почве с периода полива.

Учёные попытались объяснить неожиданный рост ствола с помощью вычислительной модели, связывающей эффекты наследия со сроком жизни различных органов дерева и запасами углерода. Водопроводящий элемент в древесине сосны остаётся активным около 50 лет, запас углерода обновляется примерно за 10 лет, а хвоя живёт около 4 лет. Таким образом, структуры дерева, сформированные до 50 лет назад, до сих пор влияют на рост, поскольку несут в себе характеристики прошлых лет.

На рост ствола больше всего влияет срок жизни хвои, а значит, и условия окружающей среды за последние 4 года. Именно столько времени понадобилось увеличенным кронам ранее орошаемых сосен в Пфинвальде, чтобы сократиться до уровня, который был до начала полива.

Последствия засухи также могут длиться годами

Исследование показывает, что интенсивность роста деревьев во влажных условиях может положительно влиять на несколько последующих засушливых лет. Однако верно и обратное: экстремально засушливый год негативно сказывается на нескольких последующих годах.

Таким образом, рост и многие другие физиологические процессы зависят не только от текущих погодных условий, но и от физиологических процессов предшествующих лет. Следовательно, последствия экстремальной засухи рекордного лета 2018 года, вероятно, будут ощущаться ещё в течение нескольких лет.