Изменения климата и граница леса в горах Субарктики России

Потепление климатической системы - неоспоримый факт, и многие наблюдаемые изменения, начиная с 1950-х годов, являются беспрецедентными в масштабах от десятилетий до тысячелетий. Атмосфера и океан потеплели, количество снега и льда сократилось, а глобальный уровень моря повысился (IPCC, 2021). Изменение климата наиболее заметно проявляется в холодных и высокогорных экосистемах (Chapinetal., 2005). Известно, что изменение температурно-влажностного режима в таких регионах приводит к смещению ботанико-географических границ (Горчаковский, Шиятов, 1985; Kullman, Öberg, 2009; Hagedornetal., 2014). В последние десятилетия в научной литературе появилось большое количество исследований, свидетельствующих о вторжении деревьев в альпийские экосистемы практически на всех континентах Планеты в ответ на потепление климата (Harschetal., 2009; Luetal., 2020; Hanssonetal., 2021). В этой связи особый интерес представляют горные системы крайнего севера, где влияние температуры и продолжительности вегетационного периода на рост растений наиболее выражено. Особенно горные регионы Субарктики России, где преимущественно из-за их труднодоступности, они до настоящего времени являются малоизученными. Этой теме посвящена работа А.А. Григорьева, Ю.В. Шалаумовой, С.О. Вьюхина, Д.С. Балакина, В.В. Кукарских, П.А. МоисееваВьюхиной А.А., Камареро Х.Х.  Upward Treeline Shifts in Two Regions of Subarctic Russia Are Governed by Summer Thermal and Winter Snow Conditions, опубликованная в журнале Forests.

Результаты исследований показали, что в двух субарктических горных регионах России, расстояние между которыми составляет по прямой около 2200 км, в последние столетия происходила интенсивная однонаправленная экспансия древесной растительности вдоль высотного градиента. Анализ возрастной структуры 7000 деревьев на 14 заложенных высотных профилях свидетельствует о сдвиге верхних границ отдельных деревьев, редин, редколесий и сомкнутых лесов на западном, центральном и восточном макросклоне Хибин (климат морской) и в западной части плато Путорана (климат резко континентальный). Наиболее значительное заселение деревьями происходило во второй половине ХХ века преимущественно на верхних высотных уровнях и на склонах ориентированных в более южном направлении. На отдельных участках в зависимости от экспозиции склона наблюдаются различия в видовом составе деревьев. Данное обстоятельство свидетельствует о важности теплообеспеченности склонов в холодном климате Субарктики. Наличие значительного количества подроста особенно на верхних высотных уровнях свидетельствует о продолжающемся расширении лесной растительности, которое можно ожидать и в будущем.

Учитывая, что сдвиги границ леса произошли в двух расположенных друг от друга на значительном расстоянии регионах со схожими периодами пополнения деревьев в последнее столетие, мы предполагаем, что основным драйвером наблюдаемых изменений может быть изменение климатических условий. Анализ данных близлежащих метеостанций в районах исследований показал, что в обоих районах климат менялся схожим образом – лето стало более теплое, а зимы многоснежнее.

По нашему мнению столь существенные различия в видовом составе обусловлены (1) различиями в температурном режиме изучаемых территорий (на Путорана более суровый климат, где на границе леса может выживать только лиственница), (2) в продолжительности периода вегетации, (3) в общем количестве снега в лесотундровом экотоне в зимнее время года и (4) в количестве часов солнечного сияния, которого, по-видимому, недостаточно в Хибинах для лиственницы. Поэтому в более мягком климате и с меньшим количеством часов солнечного сияния в Хибинах произрастают другие виды.

Результаты данного исследования важны для понимания механизмов и темпов трансформаций природной среды в пессимальных условиях и могут не только качественно дополнить модели реакции биоты на современные изменения климата данными о локальных процессах, но и позволят осуществлять достоверные прогнозы изменений окружающей среды в будущем.

X