Быстрые изменения климата снизили семенную продуктивность сибирского кедра

Ученые из Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН (Томск) тридцать лет следили за образованием шишек кедровой сосны на юге Западной Сибири и выяснили, что их стало меньше. Это связано с необычайно быстрыми изменениями климатических условий в весеннее и осеннее время.

Кедровая шишка на стадии созревания Кедровая шишка на стадии созревания

В сибирских экосистемах кедровая сосна занимает особое место благодаря своим орехам, но в последние 15—20 лет урожаи заметно пошли на убыль, что удалось отметить ученым. «Наблюдения начались в 1990 году, который официально считается переломным от стабильного климата к глобальному потеплению. Для работы мы выбрали один из кедровников недалеко от Томска. Затем ежегодно проводили учет урожая: забирались на каждое дерево, сбивали с него все шишки, подсчитывали их число на земле, проводили лабораторный анализ. Это был огромный, титанический труд, временами и героический», — отметил главный научный сотрудник ИМКЭС СО РАН доктор биологических наук Сергей Николаевич Горошкевич.

Ученые выяснили, что урожаи ореха очень изменчивы: в разные годы от 0 до 12 килограммов на дерево. Высокий урожай бывает значительно реже, чем низкий. В народе существует представление, что кедр тратит много ресурсов на выращивание шишек, затем отдыхает два-три года и после снова дает богатый урожай. Однако проведенное исследование отрицает это предположение, следовательно, текущий урожай не зависит от предыдущего. Опровергнута была и гипотеза, что плодоношение возможно только при оптимальном соотношении тепла и влаги. Летняя температура воздуха, зимние и летние осадки не влияют на урожай. 

Шишка у кедра закладывается в августе, опыление происходит на следующий год в июне, оплодотворение — ровно через год после опыления, созревание — через три месяца после оплодотворения. От заложения до созревания проходит ровно два года. Судьба каждой генерации решается исключительно в год опыления. Ученые назвали главным фактором, влияющим на продуктивность кедровой сосны, весенние заморозки. Если их нет, шишки спокойно развиваются дальше, в противном случае мороз убивает их. Второй важный фактор — температура воздуха в сентябре. Если она выше средней, то шишки продолжают развиваться и оказываются не готовыми к зимовке: часть их гибнет, число полноценных семян снижается. Если температура ниже средней, шишки вовремя останавливаются на правильном этапе развития и спокойно переносят зимние морозы.

Современные климатические изменения происходят необычно быстро. Частота высоких урожаев во второй половине тридцатилетнего периода наблюдений сильно снизилась по сравнению с первой половиной. Это произошло потому, что вёсны стали более ранними, а майские заморозки сохранились. Средняя температура сентября также заметно повысилась. По словам ученых, при сохранении этих тенденций семенная продуктивность кедра на юге лесной зоны в Западной Сибири, скорее всего, не обеспечит эффективного возобновления. 

Так как кедр кормит всю таежную фауну, она напрямую зависит от его урожая. На семена покушаются белки и бурундуки, мыши и птицы. Когда семян много, потребители активно размножаются, быстро растет их численность. Если же урожай низкий, то количество животных резко и многократно снижается. Поэтому в следующий урожайный год кедру обеспечено обильное возобновление.

Раз в четыре года случаются средние урожаи, это связано с тем, что кедр не возобновляется без посторонней помощи: его шишки не раскрываются, семена из них не высвобождаются и не распространяются по территории. «“Специальная” птица, кедровка, прячет семена в почву, потом часть съедает, остальные всходят. Средние урожаи кедр производит лишь для того, чтобы подкормить кедровку. “Бесполезным” потребителям ничего не достается, так как в эти годы шишки не попадают на землю: кедровка полностью потребляет их с деревьев», — поделился Сергей Николаевич Горошкевич.

Валерия Иващенко, студентка отделения журналистики ГИ НГУ

Фото предоставлено исследователем