В прошлый раз я обещал поподробней и попонятней рассказать о наших результатах исследования динамики плодоношения кедра. Это важный вопрос, потому что кедр занимает особое место в сибирских экосистемах и в сознании местного населения как раз из-за своей орехоплодности. Он кормит этими самыми орехами всю таежную фауну. Подкармливает и человека. При этом, несмотря на такое количество нахлебников, отлично возобновляется сам. Точнее, возобновлялся. В последние 15-20 лет урожаи заметно пошли на убыль, а с ними и возобновление. Мы работаем в Институте мониторинга…, отвечаем там за кедр. Поэтому обязаны отслеживать эту тему.
Наблюдения начались в 1990 г., который «официально» считается переломным от стабильного климата к глобальному потеплению. Для работы мы выбрали один из окрестных кедровников, Нижне-Сеченовский, в 25 км к юго-западу от Томска. Заложили постоянную пробную площадь, пронумеровали больше сотни деревьев. Затем ежегодно в августе проводили учет урожая: забирались на каждое дерево, сбивали с него все шишки, подсчитывали их число на земле, брали образец, проводили его тщательный лабораторный анализ. Описание «методики» уместилось всего в полторы строки. На самом деле, это был огромный, титанический труд. А временами и героический. Спасибо всем участникам.
Что получилось в итоге? Оказалось, что урожаи ореха очень изменчивы: в разные годы от 0 до 12 кг на дерево. Низкий урожай бывает значительно чаще, чем высокий. Это раздражает людей. Они удивляются и негодуют: отчего бы кедру не плодоносить ежегодно?! Ведь тогда всем было бы хорошо: и кедру, и человеку. Это типичный пример антропоцентризма: мы судим по себе. В природе же каждый вид действует, исходя из собственных интересов.
В народе, да и в науке, широко распространено такое представление о причинах динамики плодоношения. Кедр тратит много ресурсов на выращивание шишек, после этого 2-3 года отдыхает, готовится и, наконец, собравшись с силами, снова выдает высокий урожай. Наблюдения не показывают ничего подобного. Текущий урожай совершенно не зависит от предшествующих. Оно и понятно: что такое 10 кг семян для огромного, пышущего здоровьем, 25-метрового дерева?!
Вторая народно-научная гипотеза – погодные условия. Тепло – холодно, влажно – сухо: при оптимальном соотношении тепла и влаги плодоношение есть, при не оптимальном – нет. Мы ничего такого опять же не обнаружили. Урожай ореха не зависит от показателей, которые обычно используются для характеристики климата: ни от зимней, ни от летней температуры; ни от зимней, ни от летней суммы осадков. При любом способе их расчета. Шишка у кедра закладывается в августе, опыление происходит на следующий год в июне, оплодотворение ровно через год после опыления, созревание через три месяца после оплодотворения. От заложения до созревания получается ровно 2 года, но эти 2 года относятся к 3 вегетационным периодам. Так вот, любые макроклиматические показатели во все эти 3 вегетационных периода совершенно не влияют на урожай. От чего же он тогда зависит?
Судьба каждой их генерации решается исключительно в год опыления. Главный фактор – весенние заморозки. Мороз – жесткий фактор. Действует по принципу «to be or not to be»: если он есть, то убивает начавшие развитие шишки; если его нет, шишки спокойно развиваются дальше. Вероятность того и другого варианта, по нашим наблюдениям, 50 на 50. Второй важный фактор – температура сентября. Это вопрос to be or not to be number two. Если температура ниже средней, шишки вовремя останавливаются на правильном этапе развития и спокойно подготавливаются к зимовке. Если она выше средней, то шишки продолжают развитие и оказываются не вполне готовыми к зимовке: часть их гибнет, число полноценных семян снижается. Вероятность первого и второго варианта опять же 50 на 50.
Зачем всё это кедру? Ответить на вопрос можно лишь через анализ его взаимодействия с другими компонентами таежной экосистемы. Кедр является продуцентом. В числе прочего он продуцирует семена-орешки для собственного возобновления. На эти семена как на продукт питания покушаются потребители. Это белки и бурундуки, мыши и птицы. Когда урожай семян высокий, потребители активно размножаются, резко растет их численность. Если следующий урожай снова будет высоким, то его целиком съедят: для возобновления ничего не останется. Если же он будет низким, еще лучше – нулевым, то численность потребителей резко и многократно снизится. Поэтому после следующего высокого урожая кедру будет обеспечено обильное возобновление.
Хорошо. Но зачем тогда в 1 год из 4 случаются средние (не высокие и не низкие) урожаи? Тут дело в том, что шишки у кедра не раскрываются, семена из них не высвобождаются, тем более, не распространяются по территории. Поэтому кедр не возобновляется сам, без посторонней помощи. Весь природный кедр посеян исключительно кедровкой. Эта птица прячет в почву семена, часть потом съедает, остальные всходят. Средние урожаи кедр производит лишь для того, чтобы поддержать, подкормить кедровку. Бесполезным потребителям ничего не достается, т.к. в эти годы шишки не попадают на землю: кедровка полностью потребляет их с деревьев.
Как видите, «репродуктивное поведение» кедра весьма и весьма целесообразно. А всё целесообразное в природе поддерживается естественным отбором. Деревья, которые не так тонко настроены на эффективное взаимодействие с климатом и с потребителями семян, дают меньше потомства, отбор постепенно исключает их из популяции. Если климат меняется постепенно, то следом за ним так же постепенно меняется генотипический состав популяции. При этом в экосистеме сохраняется гармония.
Современные климатические изменения происходят необычно быстро. Велика вероятность того, что растения с высокой продолжительностью жизни, следовательно, с медленной сменой поколений, не успеют к ним адаптироваться через изменение генотипического состава популяций. Частота высоких урожаев во второй половине нашего 30-летнего периода наблюдений сильно снизилась по сравнению с первой половиной. Это произошло потому, что весны стали более ранними, а майские заморозки никуда не делись. Средняя температура сентября также заметно повысилась. При сохранении современного климата, тем более, при усилении отмеченных тенденций, семенная продуктивность кедра на юге лесной зоны в Западной Сибири, скорее всего, не обеспечит кедру эффективного возобновления. Можем ли мы ему помочь? Мы можем хотя бы не мешать: не изымать из природных популяций последний орех. Ведь если мы продолжим это делать, то естественному отбору просто не из чего будет выбирать.
В последние 15 лет возникла и активно обсуждается на мировом уровне идея «assisted migration» - целенаправленного перемещения лесных семян из относительно теплых районов в относительно холодные. Идея хорошая. Но мы не рекомендуем это для целей лесовосстановления, ибо последствия таких действий в природных сложноорганизованных экосистемах непредсказуемы. Однако для искусственных объектов лесного хозяйства, в первую очередь, для лесных плантаций, такой шаг вполне оправдан.
На научном стационаре «Кедр» ИМКЭС СО РАН создана и активно изучается богатейшая коллекция видов и климатических экотипов кедровых сосен. Кедр сибирский из более теплых регионов (Средний Урал, горы Южной Сибири), действительно, меньше болеет у нас по сравнению с местным, лучше растет и плодоносит. Отлично показывают себя также кедровый стланик с Сахалина и Южных Курил, северные и западные (приамурские) экотипы кедра корейского.
Поэтому есть основания надеяться, что при любом климатическом сценарии у юга Западной Сибири все-таки есть кедровое будущее.
Статьи на нашем канале внутри каждой подборки логично вытекают одна из другой. Поэтому мы рекомендуем читать их по порядку. Вот ссылка на следующую статью.