Обоснование использования зимней температуры при прогнозировании климатически обусловленных изменений биомассы лесов Евразии

Понимание последствий изменения климата для роста деревьев необходимо для прогнозирования динамики лесов в будущих сценариях изменения климата. В этой связи возрастает роль эмпирических моделей, адекватно описывающих изменчивость биологической продуктивности лесов и позволяющих прогнозировать ее изменение под влиянием климатических сдвигов. В имеющихся публикациях вклад климатических переменных в объяснение изменчивости биомассы оказывается либо несущественным, либо нулевым, главным образом, вследствие регионального уровня моделей. Наше ранее выполненное на уровне Евразии моделирование биомассы деревьев и древостоев показало наличие статистически значимого вклада зимней температуры и среднегодовых осадков в объяснение изменчивости показателей биомассы. Однако в дальнейшем под вопрос была поставлена правомерность использования в прогностических моделях зимней температуры вместо летней. Цель настоящего исследования состояла в анализе взаимосвязи температур разных месяцев на территории Евразии и их изменения в широтном градиенте от тропиков до лесотундр с целью выявления месяца, средняя температура которого была бы статистически значимой в моделях биомассы. Для выполнения поставленной цели использована база климатических данных WorldClim версии 2.1 за 1970–2000 годы (https://worldclim.org/data/index.html). Установлено, что средняя летняя температура обеспечивает слабый территориально распределенный климатический сигнал, не способный к вычленению из общей дисперсии факторов, определяющих биомассу деревьев и древостоев. Напротив, средняя температура января представляет достаточно сильный территориально распределенный климатический сигнал благодаря высокому отношению общей дисперсии (или перепада температур) к остаточной, что обеспечило статистическую значимость выявленного ранее влияния зимних температур на биомассу деревьев и древостоев лесообразующих родов Евразии [4]. Среднегодовая температура, характеризуемая высокой корреляцией с январской температурой, может оказаться статистически значимой при объяснении изменчивости биомассы деревьев и древостоев Евразии. Выявление данной предпосылки составит предмет наших дальнейших исследований.

1. Голубятников Л. Л., Денисенко Е. А. Влияние климатических изменений на растительный покров европейской России // Известия РАН. Серия географическая. 2009. № 2. С. 57–68.

2. Усольцев В. А. Фитомасса лесов Северной Евразии: предельная продуктивность и география. Екатеринбург : УрО РАН, 2003. 406 с.

3. Усольцев В. А. О применении регрессионного анализа в лесоводственных задачах // Лесная таксация и лесоустройство. 2004. № 1 (33). С. 49–55.

4. Цепордей И. С. Биологическая продуктивность лесообразующих видов в климатическом контексте Евразии / под ред. В. А. Усольцева. Екатеринбург : Изд-во УМЦ УПИ, 2023. 467 с.

5. Bijak S. Tree-ring chronology of silver fir and its dependence on climate of the Kaszubskie Lakeland (Northern Poland) // Geochronometria. 2010. Vol. 35. P. 91–94.

6. Brecka A. F. J., Shahi C., Chen H. Y. H. Climate change impacts on boreal forest timber supply // Forest Policy and Economics. 2018. Vol. 92. P. 11–21.

7. Forrester D. I., Tachauer I. H. H., Annighoefer P. et al. Generalized biomass and leaf area allometric equations for European tree species incorporating stand structure, tree age and climate // Forest Ecology and Management. 2017. Vol. 396. P. 160–175.

8. IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), Climate Change 2007: the Physical Science Basis. Summary for Policymakers. Intergovernmental Panel on climate Change, Geneva, Switzerland, 2007 (https://www.ipcc.ch/report/ar4/wg1/).

9. Morley J. W., Batt R. D., Pinsky M. L. Marine assemblages respond rapidly to winter climate variability // Global Change Biology. 2017. Vol. 23. P. 2590–2601.

10. Stegen J. C., Swenson N. G., Enquist B. J. et al. Variation in above-ground forest biomass across broad climatic gradients // Global Ecology and Biogeography. 2011. Vol. 20 (5). P. 744–754.

11. Toromani E., Bojaxhi F. Growth response of silver fir and Bosnian pine from Kosovo // South-East European Forestry. 2010. Vol. 1. P. 20–28.

12. Usoltsev V. A. Single-tree biomass data for remote sensing and ground measuring of Eurasian forests: digital version. The second edition, enlarged. Yekaterinburg : Ural State Forest Engineering University; Botanical Garden of Ural Branch of RAS, 2020a (https://elar.usfeu.ru/handle/123456789/9647).

13. Usoltsev V. A. Forest biomass and primary production database for Eurasia: digital version. The third edition, enlarged. Monograph. Yekaterinburg : Ural State Forest Engineering University, 2020b (https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/9648/1/Base_v2.xlsx)

14. World Weather Maps, 2007 (https://www.mapsofworld.com/referrals/weather/).

15. WorldClim версии 2.1 за 1970–2000 годы (https://worldclim.org/data/index.html).