Биологи из Хакасского технического института (Абакан), Сибирского федерального университета (Красноярск), Института леса имени В. Н. Сукачева Сибирского отделения Российской академии наук (Красноярск) совместно с ведущим дендроклиматологом профессором Дэйвом Мико из Университета Аризоны выяснили, что водохранилища смягчают континентальный климат, тем самым создавая более благоприятные условия для роста хвойных деревьев. К такому выводу ученые пришли, сопоставив изменения температуры воздуха и ширину годичных колец сосны и лиственницы за последние 80 лет в Хакасско-Минусинской впадине. Здесь — в Южной Сибири, в бассейне реки Енисей — в конце XX века были созданы два крупных водохранилища. В будущем их влияние может привести к преобладанию в регионе сосен над лиственницами и, как следствие, к изменению экосистем. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Scientific Reports, кратко о них рассказала пресс-служба РНФ.
Многолетние наблюдения показывают, что строительство плотин способствует повышению температуры и влажности воздуха на близлежащих территориях. Эти экологические факторы крайне важны для растений, поэтому их изменение может нарушить баланс экосистем и даже привести к смене растительного покрова. Авторы ныншнего исследования оценили влияние строительства двух крупных водохранилищ на реке Енисей на динамику роста наиболее распространенных в этом районе хвойных деревьев. Ученые проводили наблюдения в Хакасско-Минусинской котловине — широкой межгорной долине, расположенной в Южной Сибири, в бассейне Енисея. Климат на этой территории резко континентальный, с сухим и жарким летом и морозной, почти бесснежной зимой.
Во второй половине ХХ века на Енисее создали два крупных водохранилища: Красноярское и Саяно-Шушенское, которые могли существенно изменить климатический режим долины. Чтобы проверить это, экологи проанализировали многолетние записи температур и осадков, собранные одиннадцатью климатическими станциями в Хакасско-Минусинской котловине. Оказалось, что после создания водохранилищ средние температуры зимы выросли на 1–3 °С, при этом максимальное потепление наблюдалось на станциях, расположенных ближе всего к водохранилищам. Средние температуры летних месяцев, наоборот, снизились примерно на 0,5 °С. Это говорит о том, что водохранилища выступают своего рода буферами, делая сезонные перепады температур в долине менее резкими. Причина явления состоит в том, что крупные резервуары воды очень медленно нагреваются и остывают, и поэтому летом «забирают», а зимой «отдают» тепло воздуху.
Расположение климатических станций Хакасско-Минусинской котловины и диаграмма среднемесячных температур региона. Источник: Zhirnova et al./Scientifc Reports, 2021
Далее ученые исследовали, как климатические изменения, вызванные строительством водохранилищ, влияют на наиболее распространенные виды хвойных деревьев в Южной Сибири — сосну и лиственницу. Для этого экологи измерили ширину годичных колец деревьев, ведь она четко отражает их состояние: если кольцо широкое — значит, экологические условия были благоприятными, а если узкое, то дерево росло плохо. Оказалось, что еще до строительства водохранилищ деревья в этом регионе периодически испытывали засухи, поэтому в некоторые годы имели узкие годичные кольца. Происходящее в последние десятилетия потепление климата могло привести к усилению засух из-за более жаркого лета. Но после ввода водохранилищ в эксплуатацию экстремальные перепады температур уменьшились и этого не произошло, а потому условия в лесостепях и ленточных борах котловины остались достаточно благоприятными для роста деревьев.
«Полученные нами результаты подтверждают то, что искусственные водные резервуары, такие как крупные водохранилища, в значительной степени изменяют местный климат. Следует отметить, что их влияние на древесную растительность исследованного района оказалось видоспецифичным: мы наблюдали влияние резкого изменения климата на прирост сосны на большем расстоянии от водохранилищ, чем на прирост лиственницы. Такой эффект может привести к доминированию сосны и постепенному вытеснению лиственницы, что вызовет изменения целых экосистем», — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории дендроэкологии и экологического мониторинга Хакасского технического института Лилиана Белокопытова.