Продолжительность вегетационного периода — i.е. время, которое проходит между распусканием листьев (появлением первого листа) весной и началом потери листьев осенью — это очень важный экологический параметр, который оказывает значительное влияние как на продуктивность растений, так и на биогеохимический круговорот жизненно важных питательных веществ в организме. экосистемы. Однако механизмы, определяющие продолжительность вегетационного периода для того или иного вида, изучены недостаточно.
Следовательно, для оценки потенциального воздействия глобального изменения климата на продуктивность растений, например, требуется больше информации о сроках вегетационного периода для широкого спектра видов растений. В крупномасштабном исследовании профессор ботаники LMU Сюзанна Реннер и ее коллега Константин Зонер измерили этот параметр для большой выборки видов древесных растений из Северного полушария. Их результаты, которые теперь были опубликованы в журнале Nature Ecology and Evolution, показывают значительные различия между видами, которые происходят из Северной Америки, с одной стороны, и европейскими и восточноазиатскими деревьями и кустарниками, с другой.
Сюзанна Реннер также является директором Ботанического сада Мюнхена, в котором выращивают около 19 000 видов и подвидов растений со всего мира. Для своего нового исследования Реннер и Зохнер отобрали 396 видов древесных растений, постоянно выращиваемых на открытом воздухе, и определили продолжительность их соответствующих вегетационных периодов в условиях окружающей среды. «В дополнение к фенологическому мониторингу мы экспериментально определили время разложения хлорофилла в листьях, которое сигнализирует о начале процесса старения», — объясняет Зохнер.
Поразительно, но экспериментальные данные показали, что у североамериканских видов деградация хлорофилла начинается в среднем на 9 дней раньше, чем у европейских видов, и на 11 дней раньше, чем у восточноазиатских видов. И наоборот, когда они установили даты появления листьев, они обнаружили, что распускание листьев у североамериканских растений было заметно задержано по сравнению с европейскими и азиатскими древесными растениями в их экспериментальном образце. Общий эффект этих различий заключается в том, что у коренных североамериканских видов вегетационный период примерно на 3 недели короче, чем у любых других видов, и все они выращиваются в одних и тех же экспериментальных условиях. Реннер и Зохнер постулируют, что это внутреннее различие отражает тот факт, что межгодовой диапазон температур на североамериканском континенте больше, чем в Европе или Азии.
Этот фактор должен способствовать принятию более консервативной стратегии роста, которая, как ожидается, сведет к минимуму риск воздействия холода в оба конца вегетационного периода.
Из 396 видов, выбранных для исследования, 110 европейских и азиатских видов обосновались в Северной Америке, но сохранили более длительные периоды роста, характерные для их исконных местообитаний. Считалось, что эта черта может дать таким видам преимущество перед местными деревьями и кустарниками.
Действительно, примерно половина этих интродуцированных видов классифицируются как инвазивные, поскольку они продолжают расширять свой географический ареал в своем новом доме. Таким образом, мюнхенские исследователи выяснили, может ли от природы более продолжительный вегетационный период интродуцированных видов способствовать их расселению в Северной Америке.
«Поэтому мы спросили, различаются ли инвазивные и неинвазивные интродуцированные виды по продолжительности вегетационного периода», — говорит Реннер, — и обнаружили, что они не различаются.
Таким образом, продолжительность вегетационного периода сама по себе является плохим показателем способности вида колонизировать новые среды обитания. В любом случае, из-за того, что им свойственно более длительные периоды роста, эти неместные виды будут оказывать влияние на продуктивность растений и баланс CO2 в лесах Северной Америки."