Высокогорные регионы испытывают более быстрые темпы потепления по сравнению со средними глобальными показателями, что имеет значительные последствия для альпийских экосистем на больших высотах. Альпийские растения на больших высотах приспособились к низким температурам и коротким вегетационным периодам, что делает их особенно уязвимыми к воздействию постепенно более теплого климата
После того, как предыдущие исследования выявили значительные изменения в составе видов растений альпийских лугов в горах Тайсэцу на севере Японии за четыре десятилетия, научная группа, в которую входили Харука Кобаяши (студент магистратуры на момент проведения исследования), доцент Макото Кобаяши и доцент Гаку Кудо из Университета Хоккайдо, изучила, какие черты могут влиять на шансы растений на выживание в условиях меняющегося климата.
«Исследования взаимосвязи между производительностью растений и функциональными признаками были сосредоточены в основном на надземных признаках, а подземным признакам уделялось меньше внимания», - говорит профессор Кобаяши.
В своем новом исследовании, опубликованном в журнале Alpine Botany, команда изучила 12 видов широколиственных трав, растущих на альпийском лугу в Гошикигахара в горах Тайсэцу. Известно, что четыре из них стали менее распространенными на лугу за последние 40 лет, в то время как остальные восемь стали более распространенными.
Целью работы было всесторонне изучить, имеют ли виды, численность которых увеличивается и уменьшается, различные функциональные признаки, такие как листья, корни и корневища.
Исследователи обнаружили, что травы, количество которых увеличилось на лугу, как правило, имели более крупные корневища, а у тех, чья популяция сокращается, корневые системы были куда скромнее.
«Виды с крупными корневищами могут быть более успешными в выживании, смягчая экологический стресс посредством использования сохраненных и переданных ресурсов от своих родительских растений. Кроме того, крупные корневища позволяют растениям получать больше подземных ресурсов, таких как вода», - сказал Харука Кобаяши, первый автор исследования.
Предыдущие исследования лаборатории профессора Кудо показали, что в горах Тайсэцу более раннее таяние снега, вызванное изменением климата, к засушливой почве, что и послужило стимулом для трав измениться. Те растения, которые не смогли адаптироваться, приходят в упадок. «У видов, переживающих сокращение, были меньшие корневища и более короткие тонкие корни. Таким образом, они стали уязвимы к стрессу от засухи», - пояснил профессор Кобаяши.
Исследование не нашло четких доказательств того, что надземные признаки, такие как характеристики листьев, существенно различаются между видами трав, численность которых увеличивается и уменьшается.
«Это означает, что подземные признаки являются важнейшим компонентом прогнозирования изменений в видовом разнообразии альпийской растительности в условиях глобального потепления», - заключил профессор Кобаяши. Идеи этого исследования могут пригодиться селекционерам, работающим над созданием кормовых трав, устойчивых к глобальному потеплению и почвенной засухе.
Источник: Hokkaido University.
На графике - виды с небольшими подземными стеблями или короткими корневищами и меньшим количеством тонких корней стали менее распространенными в исследуемой области за период 40 лет (слева), в то время как виды с более крупными корневищами и более тонкими корнями стали более распространенными за тот же период. Автор графики: Харука Кобаяши.
