«Когда зимние температуры колеблются между холодными и достаточно теплыми для роста, растения истощают свои ресурсы, пытаясь фотосинтезировать, и заканчивают зиму с меньшими запасами, чем у них было изначально. Летом им приходится догонять», — сказала Мелани Харш, из университета. Вашингтонского постдокторанта по биологии и прикладной математике. Она является ведущим автором статьи на эту тему, недавно опубликованной в PLOS One.
По словам Харша, корни особенно чувствительны к колебаниям температуры. Потепление зимой приводит к усилению дыхания корней, которое расходует запасы углерода, поскольку растения производят и выделяют кислород, что приводит к уменьшению количества углерода, доступного в течение обычного вегетационного периода.Харш и ее коллеги изучили два вида кустарников на острове Кэмпбелл, необитаемом объекте Всемирного наследия ЮНЕСКО на юго-западе Тихого океана, примерно в 375 милях к югу от материковой части Новой Зеландии. Они изучили два больших куста, Dracophyllum longifolium и Dracophyllum scoparium, вечнозеленые широколиственные виды, которые могут вырастать до 15 футов в высоту и жить до 240 лет.
Исследователи обнаружили, что, хотя более теплые и сухие зимы способствовали укоренению рассады, они отрицательно сказывались на росте более старых растений.«Для роста растений необходимо достаточное количество осадков, температура и питательные вещества. Рост должен происходить только летом на острове Кэмпбелл, когда температура превышает 5 градусов по Цельсию», — сказал Харш. Пять градусов по Цельсию — это около 40 градусов по Фаренгейту. «На острове Кэмпбелл большинство зим прохладные и ниже этих 5 градусов по Цельсию, поэтому растения неактивны.
Изученные нами растения вечнозеленые и имеют небольшой снежный покров, поэтому они чувствительны к изменениям температуры. температура ».В этом исследовании исследователи вырезали диски, называемые «печеньем», прямо над корневой шейкой кустов и измерили ширину между каждым кольцом, чтобы определить рост. Они обнаружили, что рост растений замедляется с повышением зимних температур.
«На острове Кэмпбелл снег эфемерный, поэтому растения обычно не укрыты», — сказал Харш. «Если мы собираемся увидеть эффект в изменении зимних условий, мы увидим его на острове Кэмпбелл за десятилетия до того, как мы увидим его, скажем, на горе Рейнир, где много снега и зимы более холодные. "Харш сказал, что растения в таких областях, как остров Кэмпбелл, могут в конечном итоге приспособиться к более теплым зимам, но переходный период будет тяжелым, поскольку температуры будут колебаться выше и ниже того, что растениям необходимо, чтобы оставаться в состоянии покоя, заставляя растения истощать свои ресурсы.«Зимой со временем может стать достаточно тепло, чтобы растения могли фотосинтезировать и расти круглый год, как в тропиках», — сказала она. «Именно для этой переходной части растения не приспособлены».Харш планирует провести дополнительное исследование, которое позволит измерить запасы микробов и углерода в почве, а также управлять снежными покровами, чтобы увидеть, как это влияет на укоренение и рост.
"Сколько из этого могут выдержать наши древесные породы?" — сказал Харш. «Сможет ли летний рост в конечном итоге компенсировать эти суровые зимы, или это своего рода дополнительный фактор стресса для деревьев, который станет еще одним гвоздем в гроб? Если вы подумаете обо всех различных факторах повышения уязвимости к изменению климата, действительно ли это важно ? Мы просто не знаем. "Соавторы — Мэтт МакГлоун и Джанет Уилмсхерст из Landcare Research в Новой Зеландии.
Харш начала работу во время получения докторской степени в Университете Линкольна в Новой Зеландии и завершила анализ в Университете Вашингтона. Работа частично поддержана Национальным научным фондом.