31.12.2019

Изменение климата может повлечь вымирание некоторых островных хвойных деревьев

К 2070 году под влиянием климатических изменений может исчезнуть четверть из 55 видов хвойных деревьев, растущих на островах. Об этом предупреждают ученые из Университета Брауна (Brown University).

Чтобы детальнее изучить климатическую устойчивость деревьев, исследователи решили посмотреть на особи, растущие за пределами их естественного климатического диапазона. Островные хвойные деревья — одни из важнейших видов для поддержания островных экосистем. Они создают условия для выживания других, зависимых от них видов. Если в таких экосистемах хвойные деревья исчезнут, то видовое разнообразие этих мест может резко измениться вместе со всей экосистемой.

Сосны, ели, можжевельники и кедры — красивейшие хвойные мира — приспособились к выживанию в разных неблагоприятных условиях с различными ландшафтными характеристиками, начиная от заснеженных вершин гор, продолжая засушливыми низменностями и заканчивая небольшими одинокими островками.

Хвойные деревья, как известно, не слишком требовательны, но, несмотря на это, под влиянием климатических изменений некоторые из них всё-таки могут начать свой путь к вымиранию.

Исследователи из Университета Брауна в США обнаружили, что даже при более благоприятном экологическом сценарии, чем мы сейчас ожидаем, несколько видов хвойных, произрастающих на небольших островах в разных частях света, к 2070 году могут исчезнуть. В их исследовании, опубликованном в журнале Nature Climate Change, показано, что на островах размером меньше 20 000 квадратных километров (это чуть больше, чем Чувашская республика) риск вымирания этих видов быстро возрастает.

«В нашей работе показано, что изменения климата создают сильную угрозу для хвойных деревьев, обитающих на сравнительно небольших островах. И всё это случится в сравнительно обозримом времени», — сказано в онлайн-публикации одного из авторов исследования, Дова Сакса (Dov Sax), заместителя директора Института по исследованию взаимодействия окружающей среды и общества (Institute for Environment and Society) при Университете Брауна.

Сакс и его коллеги изучили 55 островных видов ели, кедра и сосны. Основываясь на прогнозах Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), они показали, что четверть из этих видов, вероятно, перестанет существовать вследствие глобального потепления.

К пониманию климатического влияния

Хвойные — это древняя группа деревьев, относящаяся к отделу Pinophyta царства растений. Многие из них прошли через значительные климатические пертурбации. Известный факт — что хвойные выживают, и даже чувствуют себя хорошо, в различных климатических условиях. Но нынешние темпы изменения климата могут оказаться слишком интенсивными для некоторых видов.

Сакс и другие исследователи решили использовать нестандартный способ оценки риска вымирания. Обычно смотрят на климатический диапазон распространения определённого вида и предполагают, что он может выжить лишь при таких условиях; далее пытаются найти способы сохранения его в естественной среде обитания. Вместо этого они собрали информацию о том, где исследуемые виды хвойных растут за пределами своих родных климатических зон — и где им комфортно. А таких много — так как хвойные деревья популярны среди садоводов и ландшафтных дизайнеров по всему миру.

«Это важно, потому что даёт возможность с лёгкостью и всесторонне изучить климатическую устойчивость этих видов», — говорит Сакс.

Используя данные, собранные в парках и садах, исследователи рассортировали данные для видов по трём климатическим нишам: естественная (realized), основная (fundamental) и ниша выживаемости (tolerance niche).

Естественная ниша — это климатический диапазон, в котором поддерживается популяционное здоровье деревьев. Основная ниша — те климатические условия, в которых виды могут размножаться в достаточном количестве, чтобы сохранять размеры популяции. И, наконец, ниша выживаемости — это те места, где деревья могут выживать, но не могут размножаться в достаточной степени, чтобы поддерживать существование популяции. Так, в естественной нише будет самая здоровая популяция, а в нише выживаемости вид, в конце концов, вымрет.

Распределив виды по этим нишам, учёные смогли понять, какие следующие шаги по сохранению видов необходимо предпринять. Они сопоставили имеющиеся данные с прогнозами МГЭИК, и, исходя из этого, рассчитали, насколько каждый вид близок к исчезновению.

В данном исследовании учёные решили посмотреть подробнее на три вида: сосну канарскую (Pinus canariensis), бермудский можжевельник (Juniperus bermudiana) и норфолкскую сосну (Araucaria heterophylla). По их прогнозам, канарская сосна в будущем останется в своей основной нише, то есть, в безопасности. Бермудский можжевельник, в отличие от неё, уже вытесняется из своей ниши выживаемости — значит он, скорее всего, не проживёт долго на родных Бермудских островах. Сосна острова Норфолк из южной части Тихого океана может столкнуться с тем, что климатические условия сместятся, и она окажется в условиях где-то между основной нишей и нишей выживаемости. То есть, если люди озаботятся её выживанием, то размножение таких сосен может быть сохранено, и вид не исчезнет.

Большинство хвойных, особенно островных, являются ключевыми для поддержания их экосистем: они обеспечивают их существование, и от них зависит выживание других видов. Если хвойные в таких экосистемах исчезнут, то вся природа и состав видов этих местностей могут резко измениться.

Сохранение шансов на выживание в других локациях

Все меры хороши для сохранения этих видов в дикой природе: и попытки консервации естественных условий обитания, и устранение искусственно занесённых вредителей, и разнообразные способы борьбы с изменением климата. Сакс говорит, что в некоторых особо сложных случаях может помочь внедрение хорошо проработанных ирригационных стратегий. Хотя вряд ли это поможет в долгосрочной перспективе.

По мнению исследователей, одно из возможных решений — это сохранение видов вне их оригинальных мест обитания (ex situ) или в местах специального разведения. Эти деревья не обязательно должны оставаться островными. Хотя Сакс говорит, что разведение деревьев в ботанических садах и парках вдали от их естественных мест обитания — это далеко не идеальная стратегия их сохранения. Но, по его мнению, это может стать важным шагом на пути к обеспечению гарантии выживания некоторых видов.

Есть способы, с помощью которых деревья могут обрести новую естественную среду обитания, и это не только преднамеренное перемещение отдельных видов на другие территории. Соавтор исследования Кайл Розенблад (Kyle Rosenblad), студент-исследователь в лаборатории Сакса, говорит, что в ближайшие несколько десятилетий будет много случаев того, что он называет «неуправляемым перемещением». Это когда вид, который культивируется в новой для него местности, «убегает» в дикую природу и производит новую «страховочную популяцию» (insurance population), которая уже сможет пережить надвигающиеся климатические изменения. Розенблад рассказывает про бермудский можжевельник в качестве примера:

«Этот вид в настоящее время способен выживать и на Бермудских островах. Но, вероятно, он не будет хорошо себя чувствовать в дикой природе в более прохладных, более северных широтах, например в штате Мэн. Но и в Мэне, и на Бермудских островах в течение следующих нескольких десятилетий станет теплее. В конечном итоге, Бермудские острова могут стать слишком жаркими для этого вида, но к тому времени условия в штате Мэн могут стать для него просто идеальными», — говорит он.

Многие биологи, занимающиеся сохранением природного разнообразия, уже говорят о потребности в преднамеренном перемещении видов. И, между тем, мы не сможем, даже если захотим, помешать окультуренным растениям «сбегать» в дикую природу.

«Возможно, имеет смысл рассматривать эти события неуправляемого перемещения как инструменты сохранения видов, предоставленные самой природой», — говорит Розенблад.

Но это значит, что нам нужно будет следить за искусственно привнесёнными видами: они могут навредить местной экосистеме, нанеся либо непосредственный вред природе, либо экономический ущерб людям, на ней проживающим.

«Тем не менее, учитывая, что „сбегать“ виды будут в любом случае, весьма полезным может оказаться отслеживание развития их популяций и ограниченный контроль тех из них, которые действительно становятся инвазивными и наносят вред», — говорит Розенблад.

Потеря хвойных и изменение экосистем

Хвойные деревья не только играют ключевую роль для поддержания всей окружающей среды, они также и своеобразные «защитники». Если они в безопасности, они могут помочь чувствовать себя хорошо и другим, менее харизматичным видам. Поскольку климат сейчас меняется повсеместно, зоны обитания некоторых видов могут географически смещаться, — они попросту будут искать лучшей жизни в новых, более подходящих для них условиях. Это произошло, например, с бермудским можжевельником. А это, в свою очередь, может повлечь смещение и некоторых более мелких зависимых видов.

«Климатические изменения, скорее всего, повлияют на судьбы многих видов, растущих повсеместно. И пример с хвойными деревьями должен помочь людям понять, насколько эти процессы будут угрожать биоразнообразию», — говорит Сакс.

Александр Алексеев

Источники:

1. XX2 век