Влияние современного арктического "затемнения" на рост древесных растений бореальной зоны: решение концептуальной проблемы "Дивергенции" в глобальной лесной экологии : описание проекта
Библиографическое описание:Влияние современного арктического "затемнения" на рост древесных растений бореальной зоны: решение концептуальной проблемы "Дивергенции" в глобальной лесной экологии : описание проекта. - [Б. м. : б. и.], 2022. - Б. ц. - Текст : непосредственный. Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами
Аннотация:Известно, что в зоне бореальных лесов (особенно в приполярных широтах) основным фактором, лимитирующим рост древесных растений, является летняя приземная температура воздуха вегетационного периода. Это выражается, например, в том, что увеличение температуры, как правило, ведет к увеличению прироста деревьев, отражающееся, в частности, в увеличении камбиальной активности в процессе ксилогенеза. ??Однако, с середины XX века в Северном полушарии планеты было зафиксировано аномальное снижение индексов прироста древесных растений на фоне практически повсеместного увеличения среднегодовых температур воздуха в циркумполярных районах Северного полушария. Особенно ярко такие эффекты расхождения между динамикой роста деревьев и ходом температур были зафиксированы в бореальных лесах Сибири, Скандинавии, некоторых частях Аляски и северной Канады. Этот феномен получил название проблемы "Дивергенции". Такие необъясненные расхождения между ростом деревьев и ходом температур в высоких широтах могут приводить к существенным ошибкам при применении глобальных климатических моделей и моделей роста лесов, получении палеоклиматических реконструкций на основе данных о годичных кольцах деревьев бореальных лесов, а также при расчетах параметров глобального углеродного цикла.??Существует несколько гипотез о причинах возникновения проблемы дивергенции: от влияния систематических ошибок при математической обработке данных до сдвига в экологических и биологических процессах. В частности, такое расхождение может возникать при некорректном способе стандартизации дендрохронологических данных, за счет индуцированного температурой стресса древесных растений, нелинейном отклике деревьев на резкие климатические изменения, запаздывании в сходе снежного покрова с последующими специфическими изменениями в сезонном росте древесных растений и т.п. ??Одной из гипотез является снижение количества приходящей общей солнечной радиации (феномен арктического затемнения), которое может оказывать существенное воздействие на фотосинтез древесных растений. В первом приближении теоретическое обоснование данной гипотезы для небольшого сегмента на севере Западной и Средней Сибири было получено и опубликовано авторами данного проекта в 2020 году на основе упрощенной версии имитационной модели Ваганова-Шашкина роста деревьев (VS-Lite). Авторы проекта успешно интегрировали оценку низкочастотной составляющей приходящей солнечной радиации в модель и на основе вычислительного эксперимента на суперкомпьютере показали, что проблема дивергенции является принципиально решаемой.??В данном проекте, используя комплексные подходы математической биологии, авторы предлагают проверить истинность данной гипотезы для бореальных экосистем всего Северного полушария на основе всех имеющихся и новых экспериментальных данных по структуре годичных колец деревьев, а именно: ширине и плотности, сезонной клеточной продукции, размеров люмена и клеточной стенки (источники: Международный банк данных о годичных кольцах деревьев International Tree-Ring Data Bank; собственные базы данных по структуре древесных колец; базы данных иностранных партнеров), глобальных климатических баз данных суточного и ежемесячного разрешения, глобальных циркуляционных атмосферных моделей, имитационной модели Ваганова-Шашкина роста деревьев (VS-модели) и ее упрощенного аналога VS-Lite, а также информационной системы VS-GENN (http://vs-genn.ru/) с элементами искусственного интеллекта. VS-GENN была создана в ходе выполнения предыдущих проектов РНФ и позволила моделировать отклик древесных растений, в частности, специфически формирующийся сезонный клеточный профиль годичного кольца на климатические изменения для различных лесных биомов (от отдельного дерева до древостоев в целом) в автоматическом режиме. ??Более того, авторы проекта совместно с коллегами из Великобритании, Германии и Швейцарии попытаются обосновать причину арктического затемнения, влияющего на рост древесных растений, рассмотрев также и гипотезу о возможном переносе загрязняющих аэрозольных частиц антропогенного и естественного характера от южных и средних широт в арктические регионы.??Решение поставленных задач в этом междисциплинарном проекте может дать Российской Федерации научно-обоснованный приоритет в обсуждении вопросов, касающихся средне- и долгосрочных изменений продуктивности бореальных лесов и темпов депонирования углерода, воздействия аэрозольного загрязнения арктических широт на эти процессы, сохранения лесного биоразнообразия и перспектив безуглеродной экономики на различных международных площадках. Более того, обновленная VS-GENN позволит оценивать и прогнозировать абсолютное изменение стволовой биомассы лесных экосистем (как одного из основных пулов стока углерода) под воздействием климатических факторов как для огромной территории России, так и территорий большинства промышленно-развитых стран, что является прямым практическим применением результатов данного исследования для эффективного лесопользования в бореальной зоне Северного полушария.
Год издания:2022
Количество экземпляров:
Твёрдая копия издания отсутствует в фонде библиотеки
