Цивилизация
Математическая модель российских ученых из Сибирского федерального университета (СФУ) помогла оценить влияние климата на формирование годичных колец деревьев Тибетского плато за период с 1960 по 2014 год. Оказалось, что с 1982 года повышение температуры вызвало увеличение сезона роста у деревьев. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ), результаты работы опубликованы в журнале PNAS.
Ученые исследовали, как изменение климата сказывается на жизнедеятельности растений. Глобальные данные о росте и развитии растений предоставляют специальные спутниковые системы (AVHRR). Они делают снимки высокого разрешения, по которым можно получить большое количество информации о наземных лесных экосистемах. Но эта информация бывает противоречивой, поскольку спутники могут исправно работать не со всеми лесными массивами, особенно в горах.
«Современные способы оценки влияния климата на растительность несовершенны. Спутниковые дистанционные наблюдения охватывают лишь последние 35 лет. Для разрешения противоречий необходим набор наземных данных, который охватывает гораздо более длительный период», – сообщил соавтор исследования и руководитель гранта РНФ, заведующий кафедрой математических методов и информационных технологий СФУ, доктор технических наук Владимир Шишов.
Чтобы определить точные сроки роста и развития растений, ученые предложили подход, основанный на моделировании. Для этого исследователи использовали базу наблюдений по обширному лесному массиву Тибетского плато, расположенному к северу от Гималаев.
«У китайских коллег существует сеть наземных наблюдений, то есть сеть дендрохронологических тест-полигонов, по которым снимаются определенные показатели роста деревьев. В их распоряжении находятся около 25 таких участков с 3000 мониторинговыми деревьями. Также у них есть станции наземных наблюдений за климатическими условиями. Ученые из Китайской академии наук предоставили нам базу данных, которая содержит все необходимые переменные (суточные данные по температуре и осадкам, росту годичных колец). Эти данные мы использовали в нашей модели», – прокомментировал Владимир Шишов.
Стандартизированные характеристики годичных колец деревьев ученые сопоставили со спутниковыми наблюдениями и суточными климатическими данными за 1960–2014 годы. Информация помогла специалистам испытать для высокогорной территории имитационную модель, которая рассчитывает скорость роста деревьев в зависимости от климатических условий.
Оказалось, что до 1981 года время начала и окончания вегетационного сезона деревьев (периода роста древесных растений), определенное на основании модели, оставалось одинаковым. С 1982 по 2014 год рост апрель-июньских и август-сентябрьских температур привел к увеличению периода формирования колец. Начало сезона роста деревьев сместилось на шесть дней назад, а в целом вегетационный период увеличился на 10 дней.
«Данную модель российские ученые разрабатывают с середины 1980-х годов. Мы улучшили ее, модель прошла проверку и получила одобрение. Разработка хорошо описывает рост древесных растений для новой территории, отталкиваясь от климатических данных. Модельные оценки совпали с реальными результатами прямых измерений», – прокомментировал Владимир Шишов.
Новая модель позволяет оценивать влияние климата на рост и развитие деревьев. По словам Владимира Шишова, ученые успешно апробировали модель не только на территории Тибетского плато, но и в Сибири, лесных экосистемах Северной Америки, Европы и Африки.
