Математическая модель российских ученых из Сибирского федерального университета (СФУ) помогла оценить влияние климата на формирование годичных колец деревьев Тибетского плато за период с 1960 по 2014 годы. Оказалось, что с 1982 года повышение температуры вызвало увеличение сезона роста у деревьев. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ), результаты работы опубликованы в журнале PNAS.

Ученые исследовали, как изменение климата сказывается на жизнедеятельности растений. Глобальные данные о росте и развитии растений предоставляют специальные спутниковые системы (AVHRR). Они делают снимки высокого разрешения, по которым можно получить большое количество информации о наземных лесных экосистемах. Но эта информация бывает противоречивой, поскольку спутники могут исправно работать не со всеми лесными массивами, особенно в горах.

Типичная высокогорная растительность. Источник:...

Типичная высокогорная растительность. Источник: Владимир Шишов

«Современные способы оценки влияния климата на растительность несовершенны. Спутниковые дистанционные наблюдения охватывают лишь последние 35 лет. Для разрешения противоречий необходим набор наземных данных, который охватывает гораздо более длительный период», — сообщил соавтор исследования и руководитель гранта РНФ, заведующий кафедрой математических методов и информационных технологий СФУ, доктор технических наук Владимир Шишов.

Чтобы определить точные сроки роста и развития растений, ученые предложили подход, основанный на моделировании. Для этого исследователи использовали базу наблюдений по обширному лесному массиву Тибетского плато, расположенному к северу от Гималаев.

«У китайских коллег существует сеть наземных наблюдений, то есть сеть дендрохронологических тест-полигонов, по которым снимаются определенные показатели роста деревьев. В их распоряжении находятся около 25 таких участков с 3000 мониторинговыми деревьями. Также у них есть станции наземных наблюдений за климатическими условиями. Ученые из Китайской Академии Наук предоставили нам базу данных, которая содержит все необходимые переменные (суточные данные по температуре и осадкам, росту годичных колец). Эти данные мы использовали в нашей модели», — прокомментировал Владимир Шишов.

Стандартизированные характеристики годичных колец деревьев ученые сопоставили со спутниковыми наблюдениями и суточными климатическими данными за 1960-2014 годы. Информация помогла специалистам испытать для высокогорной территории имитационную модель, которая рассчитывает скорость роста деревьев в зависимости от климатических условий.

Оказалось, что до 1981 года время начала и окончания вегетационного сезона деревьев (периода роста древесных растений), определенное на основании модели, оставалось одинаковым. С 1982 по 2014 годы рост апрель-июньских и август-сентябрьских температур привел к увеличению периода формирования колец. Начало сезона роста деревьев сместилось на 6 дней назад, а в целом вегетационный период увеличился на 10 дней.

«Данную модель российские ученые разрабатывают с середины 1980-х годов. Мы улучшили ее, модель прошла проверку и получила одобрение. Разработка хорошо описывает рост древесных растений для новой территории, отталкиваясь от климатических данных. Модельные оценки совпали с реальными результатами прямых измерений», — прокомментировал Владимир Шишов.

Новая модель позволяет оценивать влияние климата на рост и развитие деревьев. По словам Владимира Шишова, ученые успешно апробировали модель не только на территории Тибетского плато, но и в Сибири, лесных экосистемах Северной Америки, Европы и Африки.