Сотрудница кафедры географии почв факультета почвоведения МГУ собрала массив данных «Летописи природы» для масштабного международного исследования. Более полумиллиона записей за 100 лет наблюдений позволили установить асинхронность отдельных видов растений в адаптации к изменениям климата. Полученные выводы важны для исследования изменения климата и сохранения биоразнообразия на планете. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. 

Быстрые темпы глобальных климатических изменений оказывают значительное воздействие на природные экосистемы и вызывают сдвиг фенологических явлений. Ученые задались вопросами: насколько устойчивы эволюционно сложившееся даты наступления фенологических событий в условиях определенного географического местоположения и как эти даты изменяются в зависимости от времени года. Чтобы ответить на эти вопросы, авторы статьи связали сроки фенофаз (ежегодно повторяющихся явлений в годовом цикле развития растений) в различных географических регионах и природные климатические условия через показатель накопленных положительных температур градусо-дней. Взаимосвязь между временем наступления фенологического события в популяции и временем получения сигнала может быть описана нормой реакции на уровне популяции. 

Авторы исследования обнаружили, что норма фенологической реакции изменяется в зависимости от сезона и географического местоположения, а также выявили, что колебания сроков наступлений фенофаз больше весной и меньше осенью. Результатом стал вывод, что, хотя в целом природные экосистемы хорошо приспособлены к текущему климату, адаптация отдельных видов происходит асинхронно, что усложняет данный процесс, так что не все виды могут приспособиться к изменившемуся климату через сдвиги фенофаз.

Для определения пространственных и сезонных вариаций реакции видов на изменения окружающей среды авторы использовали уникальный набор данных, включающий 91 биологический таксон и 178 фенологических явлений, наблюдаемых в сети из 472 пунктов мониторинга, разбросанных по странам бывшего Советского Союза. Эти данные – более полумиллиона записей – были собраны при участии Анны Буйволовой, младшего научного сотрудника факультета почвоведения МГУ, работниками лесного хозяйства и энтузиастами-любителями в рамках фенологической программы Русского географического общества, а также несколькими поколениями исследователей, работавших в заповедниках и национальных парках СССР по научной программе «Летопись природы».

«Долгое время уникальный научный материал хранился в архивах, бумажных томах „Летописей природы“ или был разбросан по разным заповедникам и странам в разноформатных наборах данных. И вот теперь данные сведены в единую базу в рамках международного проекта „Летопись природы Евразии: крупномасштабный анализ изменяющихся экосистем“ (Eurasian Chronicle of Nature – Large Scale Analysis of Changing Ecosystems, ECN) под руководством профессора Хельсинкского университета Отсо Оваскайнена. Такой массивный набор данных – более полумиллиона записей, собранных почти за 100 лет, – открыл беспрецедентную возможность изучить реакцию живых организмов на изменение климата на огромной территории и в огромных временных масштабах», – рассказала младший научный сотрудник кафедры географии почв факультета почвоведения МГУ Анна Буйволова.

Созданию уникального материала научной программы «Летопись природы» исследователи обязаны работникам заповедного дела. Научные сотрудники, лесники и инспекторы, лаборанты и инженеры заповедников и национальных парков из года в год проводили наблюдения, обрабатывали и хранили полученные данные. Следует отметить и огромную роль российских и советских ученых-экологов: В.В. Докучаева, Г.А. Кожевникова, В.И. Станчинского, Д.Н. Кашкарова, А.Н. Формозова, В.А. Батманова и др. Почти сто лет назад они, опередив время, заложили научные основы программы изучения природы в заповедниках – «Летопись природы», которая имеет международное значение и продолжается до сих пор.

«База данных, созданная в рамках проекта ECN, имеет большое научное и практическое значение, а крупномасштабный анализ пространственных вариаций фенологических реакций может помочь в прогнозе, как будут реагировать виды и сообщества на изменения климата», – добавила Анна Буйволова. 

Всего в подготовке данных и их обработке приняли участие более 200 ученых и специалистов из Испании, Швеции, Финляндии и стран бывшего СССР: Республики Беларусь, Российской Федерации, Кыргызстана, Узбекистана и Украины. 

Рисунок. Цветение сирени в Московской области. 14 октября 2020 г. Анна Буйволова/МГУ