У новому дослідженні, опублікованому в журналі Nature, науковці з CSIRO на чолі з екологом Дрю Терасакі Хартом представили глобальну супутникову карту сезонності рослинності. Аналіз 20-річних даних з орбіти показав, що цикли сезонної активності в різних регіонах планети суттєво відрізняються — навіть між сусідніми зонами. Такі «гарячі точки» асинхронії сезонів можуть мати глибокі наслідки для біорізноманіття, аграрного виробництва та кліматичних досліджень. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження.
Сезонні ритми не такі стабільні, як вважалося
Традиційно вважається, що цикли сезонів — зима, весна, літо, осінь — діють синхронно та передбачувано на всій планеті. Проте нові дані, отримані за допомогою супутників та опубліковані в Nature, демонструють складніші закономірності. Вчені проаналізували понад 20 років супутникових знімків, щоб зрозуміти, як змінюється рослинність упродовж року в різних регіонах.
Таке спостереження за сезонною динамікою рослин називається «фенологією» — це наука про періодичні біологічні явища, зумовлені змінами клімату, зокрема змінами температури, світлового дня, опадів тощо.
Раніше фенологію досліджували переважно на основі наземних спостережень. Тепер же, завдяки архівам супутникових даних, стало можливим охопити весь земний суходіл — зокрема тропічні та аридні зони, де звичайні методи аналізу не завжди ефективні.
Особливо новий метод виявився корисним там, де традиційно важко визначити початок або кінець сезону росту, — наприклад, у тропіках або посушливих регіонах. У таких місцях сезонні коливання менш очевидні, проте навіть невеликі зміни в рослинному покриві можуть свідчити про важливі біологічні процеси.
Сезонна асинхронія у середземноморських регіонах
Одне з найцікавіших відкриттів дослідження стосується середземноморських кліматичних зон. До них належать Каліфорнія, Чилі, Південна Африка, південна Австралія та сам Середземноморський регіон.
Хоча ці зони подібні за кліматом — з вологими зимами та посушливим літом — нові супутникові дані виявили тут так звані «подвійні піки» в сезонних циклах рослинності. Наприклад, лісові екосистеми мають пік росту, що на два місяці пізніший, ніж у прилеглих екосистем. Водночас сухі території поряд з ними демонструють зовсім іншу динаміку, обумовлену літніми опадами.
Таким чином, навіть між сусідніми регіонами може існувати різниця в часі початку сезону росту, що робить ці території осередками асинхронії. Прикладом є міста Фінікс та Тусон в Аризоні, розташовані лише за 160 км одне від одного, але з абсолютно різними сезонами дощів.
Вплив асинхронії на біорізноманіття
Найважливішим наслідком цього відкриття є можливий зв’язок між асинхронією сезонів і рівнем біорізноманіття. Біорізноманіття — це різноманітність живих організмів на планеті, включно з генетичними відмінностями, видами і цілими екосистемами.
Вчені виявили, що зони з найбільшою різницею в сезонній активності часто збігаються з глобальними центрами біорізноманіття — регіонами з великою кількістю ендемічних видів.
Пояснення цьому може бути таке: якщо популяції одного виду мають різний час цвітіння або розмноження через відмінності в сезонності, то вони рідше перетинаються. Це знижує ймовірність схрещування і може призводити до генетичної дивергенції. З часом це може сприяти формуванню нових видів.
Хоча це ще гіпотеза, нові супутникові карти дають змогу перевірити її на практиці. Уже зараз вони виявили суттєві відмінності в генетичній спорідненості популяцій деяких рослин і тварин, а також в сезонності збору врожаю — зокрема, на кавових плантаціях у Колумбії.
На відео: Середні сезонні цикли росту рослинності по всьому світу. Кожен піксель показує зміну від мінімального (світло-коричневого) до максимального (темно-зеленого) рівня активності впродовж року.
Наслідки для екології, сільського господарства та науки
Результати дослідження мають широке застосування. По-перше, вони можуть змінити уявлення про екологічні ритми, особливо в контексті кліматичних змін. По-друге, карти асинхронії можуть бути корисними для аграрного планування — наприклад, для вибору оптимального часу посіву або збору врожаю.
Також вони допомагають прогнозувати зміни у поведінці тварин, особливо перелітних видів, які орієнтуються на сезонну доступність їжі. А ще — зрозуміти, як швидко можуть адаптуватися види до змін навколишнього середовища.
Це дослідження — перший крок до глибшого розуміння складної сезонної мозаїки Землі. З використанням новітніх супутникових технологій ми тепер маємо інструмент для спостереження за цим у глобальному масштабі.
Раніше ми писали, що в Альпах знайшли лід віком 12 000 років, який розкрив історію клімату Європи
