Гибкость европейской популяции лиственниц в тысячелетнем масштабе
Климатические колебания и совпадающее развитие лесов были проанализированы для последних и текущих межледниковых периодов. Наиболее значительным изменением климата четвертичного периода является чередование ледникового и межледникового климата.
Это изменение объясняется внешними орбитальными параметрами, приводящими к изменению широтных и сезонных закономерностей инсоляции, модулируемых внутренними факторами, такими как протяженность ледникового покрова или концентрация парниковых газов.
Краткосрочные изменения накладываются на долгосрочные изменения и происходят в тысячелетней шкале и с нерегулярной периодичностью. Они особенно поражают во время последнего ледникового периода. Существует два типа таких быстрых климатических явлений.
- Во-первых, события соответствуют резкому потеплению керна льда в Гренландии. Стандартным эталонным ледовым керном является ледовый керн Северной Гренландии, охватывающий период от последнего межледникового до последнего ледникового периода.
- Во-вторых, события Хайнриха представляют собой быстрое охлаждение, приводящее к образованию ледяного мусора, обнаруженного в морских кернах Северной Атлантики.
Стандартным эталонным ледовым керном является ледовый керн Северной Гренландии, охватывающий период от последнего межледникового до последнего ледникового периода.
В начале голоцена произошли некоторые быстрые изменения климата, наиболее заметным из которых было холодное событие вызванное, вероятно, окончательным разрушением ледникового покрова Лорентида в северо-восточной части Северной Америки.
Климатические изменения, зафиксированные в кернах льдов и морских кернах (включая данные наблюдений за морской пыльцой) в Северной Атлантике, могут быть соотнесены с данными континентальной пыльцы для переоценки развития растительности, задокументированными на основе региональных биостратиграфических единиц.
В Европе наличие большого объема ископаемых данных позволило провести детальную реконструкцию истории поздних ледниковых и голоценовых деревьев. В большинстве этих исследований палеонтологические данные сочетались с современными генетическими данными. Однако до сих пор воздействие прошлых внезапных климатических явлений на историю деревьев не исследовано. Тем не менее, такие знания могут стать важной основой для понимания гибкости деревьев по отношению к будущему изменению климата.
Пионерские породы деревьев могут представлять собой полезные модели для таких исследований, поскольку их реакция на изменение климата должна быть особенно быстрой в связи с высокой скоростью распространения и скромными требованиями к почве и температуре. Однако пыльца в этих таксонах обычно рассеивается на большие расстояния, и поэтому ее обнаружение, по крайней мере в низкой концентрации, не может быть использовано для подтверждения присутствия какого-либо вида в данном населенном пункте.
Интересно отметить, что европейская лиственница (Лиственничная мельница Ларикс), пионерская порода, не очень хорошо распыляет пыльцу . Кроме того, его иголки хорошо сохранились как макро-фоссилы.
Современный ареал распространения Ларикс включает четыре отдельных района: Альпы, Судетские горы, Татры и центральную Польшу. Кроме того, он имеет более спорадическое распространение в восточных и южных Карпатах и в Бихарских горах Румынии.
Распределение по высоте сильно варьируется. Центральные Альпы с наиболее выраженными лиственничными проявлениями, безусловно, континентальны, тогда как в северных Альпах или Судетах климат отличается от континентального. Однако все они встречаются в горных и субальпийских районах, за исключением нескольких популяций, расположенных в низменных районах Польши.
Во время последнего межледникового периода Ларикс был ограничен участками большой высоты. Климатическое охлаждение на переходе к первому раннему Вейхсельскому стадиону благоприятствовало появлению лиственницы в низовьях. На первом раннем Вейхсельском стадионе доминировали тундра и степь.
В Альпийском и Карпатском регионах лиственница, вероятно, сохранялась на низких отметках. Субконтинентальный климат первой ранней межгосударственной Вейхсельской равнины в северной и центральной Европе благоприятствовал появлению бореальных лесов.
Меж-калиберное холодное событие в Монтагу вызвало быстрое расширение лиственницы, что привело к наибольшему до сих пор распространению этого вида. Такое исключительно широкое распространение указывает на решающее воздействие, которое может иметь быстрое наступление холода, накладывающееся на субконтинентальный климат.
Во время второй ранней Вейхсельской меж-стадии лиственница вновь распространилась на низменности Северной и Центральной Европы и в Альпах. По сравнению с первым межгосударственным освоением лесов менее выражено. В конце концов, меж-лесовые леса окончательно сократились в низменности северной и центральной Европы.
В Альпийском районе лиственница заметно продвинулась на средних высотах во время третьего раннего Вейхсельского междуречья. Завершился один из самых суровых климатических эпизодов, вызвавших значительное вымирание лиственничных популяций и значительно ограничивших размеры популяции.
Распространение в этот период было широким и охватывало Альпийский регион, Карпатский регион, Паннонскую равнину и Польскую низменность. Сообщества, включая лиственницу, были разнообразными (бореальные леса, полу-бореальные леса, лесотундры, лесные степи, тундры или степи).
Следующие области могут рассматриваться в качестве беженцев: Туринский регион, Приморские Альпы, Венецианский регион, Южная Каринтия, Судеты, Западные Карпаты (Татры) и Южные Карпаты. В период раннего дегляционирования лиственница быстро заселялась недавно освобожденными от льда территориями и строила в низменных местах легкие пионерские леса в высокогорьях и по польской равнине.
Однако лесополоса не достигла уровня, отмеченного в голоцене. Более молодые засухи вызвали неоднородные реакции, варьирующиеся от явного падения в высокогорьях до незначительного изменения или расширения в низких горизонтах.
Быстрое повышение температуры в начале голоцена вызвало быструю колонизацию высокогорных хребтов. Субальпийские лиственничные леса возникли в первые два тысячелетия голоцена и оказались в динамическом равновесии с климатом. Низкоуровневые популяции постепенно вытеснялись другими видами.
Антропогенное воздействие на популяции лиственниц стало важным в бронзовый век и оставалось высоким до наших дней. Воздействие человека варьировалось от вымирания вблизи древесной колеи до увеличения численности и колонизации новых территорий, что привело к неравновесию между популяциями лиственниц и климатом. Недавний отказ от земли со стороны сельского хозяйства должен привести к продолжению роста лиственницы.
Резкие климатические явления, которые (возможно) повлияли на историю лиственницы: Начало более молодых засух. Наступление голоцена. Это объяснение истории лиственницы с момента последнего межледникового периода показывает, что вид продолжал быстро распространяться на протяжении последних 130 000 лет в то же время, что и современный период его существования.
Это иллюстрирует гибкость лиственницы в отношении резкого изменения климата в долгосрочной перспективе. В краткосрочной перспективе антропогенные изменения привели к неравновесию между распределением лиственницы и климатом, в результате чего появились новые места обитания, искусственно созданные быстрорастущими видами, и искусственная примесь иногда удаленных и разнородных популяций.