Увеличенный вегетационный период: почему деревья не производят автоматически больше древесины.

Клетки древесины, подобные этим, образуются с разной скоростью в зависимости от температуры.  Adobe Stock / Клаудио Дивизиа/

Изменение климата продлевает вегетационный период деревьев, но это не обязательно означает увеличение количества древесины. Международное исследование, проведенное совместно с WSL, показывает, что наиболее важным фактором является скорость образования новых древесных клеток. Повышение температуры может даже замедлить этот процесс.

Для многих лесов более длительный вегетационный период поначалу звучит как хорошая новость. Если весна начинается раньше, а осень заканчивается позже, у деревьев появляется больше времени для фотосинтеза, и теоретически они могут производить древесину в течение более длительного периода. Большее количество древесины также означает, что в лесу будет храниться больше углерода.

Однако эти расчеты не всегда дают верный результат.

Новое международное исследование, проведенное учеными из Швейцарского федерального института лесных, снежных и ландшафтных исследований (WSL), показывает, что продолжительность фазы роста — не единственный решающий фактор для ежегодного производства древесины. Скорость образования новых древесных клеток у деревьев гораздо важнее.
Больше дней для роста не означает автоматически больше древесины.

Для своего исследования международная группа ученых проанализировала более 50 000 образцов древесины из хвойных лесов на четырех континентах. Они исследовали ксилогенез — процесс образования новых клеток ксилемы у деревьев.
Регулярный отбор проб позволил очень точно отслеживать этот процесс: когда дерево начинает формировать древесину весной? Когда это заканчивается осенью? И самое главное: как быстро в это время образуются новые клетки древесины?
Результат очевиден: скорость образования клеток оказывала более сильное влияние на годовое количество вновь образованных клеток древесины, чем продолжительность фазы формирования древесины.

Скорость образования новых клеток может значительно варьироваться. В зависимости от местоположения и условий, у исследованных деревьев образовывалось примерно от одной новой клетки древесины в месяц до двух клеток в день.

Почему жара также может замедлить рост деревьев

Повышение температуры первоначально продлевает вегетационный период во многих нетропических лесах. Особенно в холодных регионах это позволяет деревьям начинать расти раньше и дольше оставаться активными. Однако этот эффект имеет свои ограничения.

Согласно результатам исследования, скорость образования древесины не увеличивается бесконечно с повышением температуры. При среднегодовой температуре выше примерно 6 градусов Цельсия производство новых древесных клеток замедляется.

Одной из возможных причин является снижение доступности воды в условиях повышенной температуры. Более высокие температуры также увеличивают потребность деревьев в воде. Если одновременно происходит засуха, дерево может сократить производство древесины.

Это позволяет дереву производить древесину в течение более длительного периода, одновременно производя меньше новых древесных клеток в день или неделю. Таким образом, более длительная фаза роста может быть частично или полностью компенсирована более медленным ростом.

Бореальные леса изначально получают больше пользы.

Таким образом, последствия потепления различаются в зависимости от лесного региона. В холодных бореальных лесах более высокие температуры могут изначально быть выгодны. Там долгие и холодные зимы ограничивают рост. Если становится теплее, образование древесины начинается раньше и может происходить с большей скоростью в течение более длительного периода.

В и без того более теплых средиземноморских и умеренных регионах ситуация иная. Там продление вегетационного периода может быть частично нивелировано усилением засухи и замедлением образования клеток.

Что это означает для хранения углерода?

Предыдущее предположение о том, что более длительный вегетационный период автоматически приводит к образованию большего количества древесины и, следовательно, к большему накоплению углерода, представляется слишком упрощенным. Хотя деревья действительно поглощают углерод в течение вегетационного периода и накапливают часть его в своей биомассе, если повышение температуры одновременно замедляет образование древесины, дополнительный период роста может принести меньше пользы, чем ожидалось.

В будущем важна не только продолжительность, но и темп.

Таким образом, исследование дает важную подсказку для моделей будущего роста лесов. Чтобы оценить, как леса будут реагировать на изменение климата и сколько углерода они смогут хранить, необходимо учитывать не только продолжительность роста деревьев, но и скорость образования новых клеток древесины за это время.