Общие реакции хвойных видов на засуху в среднесибирской тайге не связаны с различающейся динамикой эффективности использования воды

В циркумбореальном биоме примерно на 60° с. ш. происходит переход от ограничения жизнедеятельности деревьев температурой к её ограничению доступностью воды, что соответствует современным тенденциям потепления. Вероятно, этот переход приведёт к масштабным изменениям растительности и усыханию лесов, усилит вспышки биотических нарушений и лесные пожары, а также повлияет на глобальный углеродный баланс. С помощью дискриминации изотопов углерода (ΔC) в годичных кольцах мы проанализировали долгосрочные физиологические реакции пяти типичных видов, совместно произрастающих в среднетаёжной зоне Западной Сибири: темнохвойных, чувствительных к засухе (Abies sibirica, Picea obovata, Pinus sibirica), и светлохвойных, устойчивых к засухе (Larix sibirica, Pinus sylvestris). Мы предполагали, что засухи по-разному отражаются у темно- и светлохвойных пород, причём более выраженная реакция ΔC у последних будет свидетельствовать о более консервативном использовании воды. У всех видов выявлены сходные связи ΔC с климатом, обусловленные влагообеспеченностью летнего сезона, что указывает на общность реакций на засуху. Однако в период с 1950 по 2013 год наблюдалась различающаяся динамика внутренней эффективности использования воды (WUE): у сосен она увеличилась примерно на 10%, а у остальных хвойных — примерно на 25%. Эти противоположные закономерности указывают соответственно на пассивный и активный типы устьичной регуляции газообмена и заставили нас отказаться от исходной гипотезы. Дискриминантный анализ позволил установить климатические характеристики, ответственные за такое различие: снижение WUE у сосен было связано с годами, когда температура с мая по август была в среднем на 3 °C ниже. Этот результат может быть обусловлен большей фенологической пластичностью сосен, а также большей чувствительностью пихты и ели к повреждению холодом и тепловому стрессу в начале вегетационного периода (конец апреля — май). В сочетании с недавней отрицательной динамикой прироста и усилением связи между шириной годичного кольца и ΔC эти результаты указывают на большую уязвимость ели и пихты по сравнению с соснами и лиственницей в бореальных экосистемах при переходе от температурного к влагоограничивающему режиму.