Выявление засушливого стресса у деревьев с воздуха.

Повышение температуры и засуха создают стресс для наших лесов. Исследователи из Швейцарского федерального института лесных, снежных и ландшафтных исследований (WSL) использовали снимки с беспилотников для изучения того, как местные виды деревьев реагируют на изменение климата. Этот метод измерения открывает новые возможности для мониторинга лесов на больших территориях и документирования видоспецифических стратегий борьбы с засухой.

• Жарким летом 2023 года исследователи из WSL использовали видеосъемку с дронов, чтобы изучить, как семь видов местных деревьев реагируют на засуху.
• Используя специальные камеры, они выявили видоспецифические различия в том, как деревья справляются с избыточным солнечным светом, а также в изменении цвета и опадении листвы у крон деревьев.
• Эти измерения позволяют Д’Одорико и ее команде выявлять острую и затяжную нехватку воды с воздуха. В будущем это может помочь в мониторинге больших лесных массивов и определении того, какие виды деревьев лучше всего приспособлены к изменению климата.

Климатические сценарии предсказывают, что летние месяцы станут жарче и суше. Для повышения устойчивости лесов к изменению климата специалистам в области лесного хозяйства необходимо знать, как различные виды деревьев справляются с повышением температуры и нехваткой воды. Проблема заключается в том, что эти процессы чрезвычайно сложны. Кроме того, каждый вид деревьев по-разному реагирует на жару и засуху в зависимости от местоположения. До сих пор такие исследования были дорогостоящими и обычно проводились только для отдельных деревьев. Дистанционное зондирование с использованием дронов, самолетов или спутников меняет эту ситуацию.

«Мы хотели использовать аэрофотосъемку, чтобы выяснить, как местные виды деревьев реагируют на засуху и какие стратегии они используют. Мы делали это как в течение всего вегетационного периода, так и в течение одного дня», — объясняет Петра Д’Одорико, географ из WSL. Она использовала специальные камеры для анализа изменений в кронах семи местных видов деревьев (клен сикоморовый, дуб, ель обыкновенная, граб, бук европейский, сосна обыкновенная и пихта серебристая). Для этого она неоднократно облетала смешанный лес исследовательской зоны Swiss Canopy Crane II ( SCCII ) Базельского университета в Хёльштайне (BL) жарким летом 2023 года, где данные с воздуха можно было сравнить с измерениями, проведенными на деревьях.

Используя снимки с дронов, Д’Одорико смогла выявить видоспецифические реакции на засуху. «Например, мы заметили, что дубы быстрее восстанавливаются после жаркого предыдущего дня, чем другие виды деревьев, — объясняет она, — или что хвойные деревья проявляют отложенные признаки засушливого стресса, а затем внезапно погибают». Этот метод измерения может помочь в будущем в мониторинге больших лесных массивов. Сейчас Д’Одорико также изучает неместные деревья, такие как ливанский кедр и восточный бук. Ее цель — выявить виды, которые могли бы заменить местные деревья в регионах, особенно пострадавших от изменения климата.

Как сделать стресс, вызванный засухой, видимым 

Как можно обнаружить засуху с высоты птичьего полета? Чтобы это выяснить, Д’Одорико и ее команда использовали мультиспектральные камеры, которые также могут фиксировать невидимые участки светового спектра. Камеры обнаруживают особый пигмент, который деревья вырабатывают для защиты своих листьев от чрезмерного солнечного света в условиях засухи. «Это позволяет нам определить, находится ли дерево в состоянии острого стресса, еще до того, как повреждения станут видны невооруженным глазом», — говорит Д’Одорико. Однако эта кратковременная реакция не отражает всей картины. Если засуха продолжается, листья меняют цвет или опадают. Поэтому, помимо защиты от света, исследователи измеряют, насколько зеленая и насколько густо покрытая листва крона дерева. «Сочетание обоих измерений дает нам более полное представление о том, что именно происходит», — резюмирует Д’Одорико.

Оригинальная статья6 Д’Одорико П., Фосетт Д., Питерс Р., Стегер Д., Жорзель Т., Хох Г., … Камен А. (2025) Расшифровка реакции деревьев на засуху у разных видов: связь водного потенциала листьев с дистанционным зондированием зелени и динамики фотозащиты. Agric. For. Meteorol. 375 , 110856 (16 стр.). https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2025.110856Институциональный репозиторий DORA