Пролісок, як випливає з назви, є вісником весни, орган розбиває квіти на День Георгія та улюблений гарнір для святкування Дня матері, свіжий напій із смаку бузини на іспитний період, тоді як липа пахне випускним. Принаймні для мене. Тому що є ті, хто не може терпіти приходу весни, оскільки це означає сезон пилку і, отже, прикрий рецидив алергії щороку. А інші, побачивши перші промені весняного сонця, вже замислюються над тим, що сіяти в саду чи як вони переживуть цьогорічну навали комарів. Хоча викликані почуття неоднозначні, є певне: в Угорщині - де ми можемо охарактеризувати клімат з чотирма сезонами - ці сезонні події в природі відбуваються щороку, і ми навіть можемо призначити їм приблизний календарний період на основі спостережень .
Приказка говорить, що ластівка ще не робить літа. Але що, якщо швидше прилетить не лише гіндер, але й більше перелітних птахів? Або якщо кульбаба цвіте раніше і раніше? Цікаво, чому можна сіяти тижнями раніше в одне літо, а не проростати в інше? Ці та подібні проблеми давно хвилюють дайверів, фермерів та дослідників, тому такі важливі для них події, як цвітіння або дозрівання, стали регулярно контролювати та реєструвати. Оскільки ці фенологічні події тісно пов’язані з місцевими екологічними та кліматичними факторами, ці документи, що існують у століттях, також надають важливу інформацію для дослідників клімату.
Що таке фенологія?
Фенологія досліджує періодично повторювані життєві явища флори та фауни, які залежать від умов навколишнього середовища (наприклад, розпускання бруньок, цвітіння, міграція), буквально "наука про явища зовнішнього вигляду". Покладіть більш чутливо “Сезонна пульсація природи” є об’єктом дослідження фенології. Сезонно повторювані явища життя в живих організмах називаються фенофазами (часто стадіями розвитку тварин), які можна вивчати насамперед у районах сезонних кліматичних систем, таких як помірний та холодний клімат. У випадку з рослинами найважливішими фенофазами є розпускання бруньок, занесення листків, цвітіння, дозрівання, зміна кольору листя, листя, тоді як у тварин такими повторюваними стадіями життя є, наприклад, спокій, стадія личинок, розмноження, осінь та весняний графік міграції.
За даними фенологічних досліджень, той факт, що багато рослин у даному регіоні цвітуть протягом характерного сезону, свідчить про те, що ці види мають регуляторний механізм, який взаємодіє із регулярно мінливими екологічними та кліматичними умовами протягом року. Зокрема, освітлення (тривалість дня) та кількість тепла (або виміряна характеристика температури) є такими обмеженнями. Отже час фенофаз - це те, що сильно впливає клімат, тому з кліматологічної точки зору довгострокові (десятиліття, можливо століття) часові ряди зафіксованих фенофаз мають важливу інформацію. Моніторинг та реєстрація стадій розвитку сільськогосподарських культур є важливим для фермерів, а також для агрометеорологічних аналізів та прогнозів.
Чому хороші «термометри» для певних рослин?
У міждисциплінарних дослідженнях, що поєднують фенологію та кліматологію, часто висловлюється припущення, що початок розвитку фенофаз рослин настільки тісно залежить від температури, що їх можна розглядати як проксі-змінні, таким чином можна використовувати взаємно реконструювані минулі дані. Наприклад, якщо існує сильна кореляція між термінами фенофази даної рослини та температурою, яка може бути добре описана статистичними засобами, то саме ця фенофаза може бути хорошим кліматичним показником, тобто "термометром".
Довірені особи кліматичних показників зберігають певні фізичні характеристики минулого, тому вони можуть замінити інструментальні метеорологічні вимірювання з певною мірою точності та допомогти відновити кліматичні умови, що склалися в певний період. Оскільки регулярні та надійні інструментальні вимірювання доступні лише за останні вузькі два століття, інструменти палеокліматології, використання проксі, повинні бути використані для дослідження кліматичних умов до цього. Найбільш часто використовуваними проксі в палеокліматології є схеми ополонок, відкладення океану та озера, викопний пилок, кільця дерев, коралові скелети та залишки комах, які детально представлені в цій статті:
У районах, що характеризуються порами року, найбільш часто вивчається фенологічна подія рослин розпускання бруньок і цвітіння, оскільки (особливо в помірному поясі) ці весняні фенофази найбільш чутливі до кліматичних змін, головним чином температури. У деяких ландшафтах (наприклад, Середземномор'ї, мусонні райони), де сезон дощів та посухи змінюються досить регулярно, волога також діє як фактор, що регулює ріст/розвиток.
Найдовші у світі фенологічні записи свідчать про цвітіння вишні в Японії і датуються 8 століттям. Використовуючи ці дані, дослідникам вдалося реконструювати середню температуру весни понад тисячу років навколо Кіото. У Великобританії регулярні записи про фенологічні події рослин та тварин ведуться з 18 століття, тоді як у Швейцарії реконструкція температури навесні датується 1808 роком, використовуючи дані, що описують розпад каштана. У Національній метеорологічній службі в 1950-х рр. Розпочались регулярні фенологічні спостереження за рослинами, які зів'яли після зміни режиму і закінчилися на рубежі тисячоліть. Однак спостереження все ще тривають у багатьох країнах, існують професійні та зростаюча кількість добровільних мереж.
Дуже цінною культурно-історичною (і рослинною фонологічною) пам’яткою є «Книга майбутнього винограду» в м. Кшег. З першої половини 1700-х років у місті Кшег було прийнято щороку на День святого Георгія (24 квітня) представляти перші весняні пагони винограду ("майбутнє") у ратуші, а потім їх малювали у їхньому природному розмірі для виноградної лози. У його книзі. Обряд подання пагонів лози, можливо, склався із середньовічного звичаю. Довжина пагонів залежить від весняної погоди, тому погоду весни останніх 200 років можна було б реконструювати на основі розмірних креслень.
Уривок із Книги майбутнього винограду (Джерело: веб-сайт міста Kőszeg)
У русі кліматичних змін
Згідно зі світовими дослідженнями, про вплив глобальних кліматичних змін протягом останніх десятиліть свідчать «звички» флори та фауни, що повторюються з року в рік. затримка. Весняні фенофази, такі як поява листя і квітів, перший політ метеликів, несучість птахів, демонструють певні тенденційні зміни (в основному зміщуються раніше) в різних частинах світу, тоді як осінні фенофази, такі як листя, листяні, перелітних птахів, залежно від виду, також може спостерігатися зміщення пізніше і раніше.
Як попереджають комплексні дослідження, зміна клімату є основною причиною цих змін: весняні фенофази в багатьох місцях зміщуються внаслідок більш м’якої зими та ранньої весни. Крім усього іншого, це погано, оскільки передчасний початок циркуляції вологи може завдати серйозної шкоди рослинам у разі пізніх заморозків. У випадку осені також можна спостерігати тенденційні зміни, хоча картина менш рівномірна, оскільки на осіннє листя дерев впливають багато інших факторів, крім двох найважливіших факторів - коротших і прохолодних днів, таких як як посуха, спека, сильні дощі, сильний вітер.
в Європі Аналіз фенологічних даних цвітіння 6 дуже поширених видів рослин (конвалія, кульбаба, бузок звичайний, бузина чорна, акація біла, липа дрібнолиста) показує попередні тенденції цвітіння у багатьох біогеографічних регіонах у період 1970–2010 рр. Більшість видів демонстрували суттєві зміни в континентальному (3–8,3 дня на декаду), альпійському (2–3,8 дня на декаду) та бореальному (2,2–9,6 дня на декаду) регіоні. Дослідження також виявило, що у багатьох біогеографічних регіонах Європи час відгуку деревних рослин (біла акація та дрібнолиста липа) сильніший, ніж у трав'янистих рослин (кульбаби та конвалії). Крім того, також виявляється, що
у другій половині 20 століття рослини також реагували на зростаючі темпи весняного потепління все більшим зміщенням, тобто вони зрізали квіти раніше і раніше.
Досліджуючи ті самі 6 рослин у географічних районах Угорщини, виявилося, що у другій половині минулого століття (1952–2000) дата початку цвітіння поступово зрушилася раніше і в більшості Угорщини. Найсильніший зсув у минуле (2,8–4,4 дні на декаду) спостерігався у випадку липи дрібнолистої. Двигунами фенологічних подій є як короткочасні (погода в місяці, що безпосередньо передують фенологічній події), так і довгострокові наслідки (затримка погоди в попередні місяці).
Кульбаба або пов'язка з кульбаби (латинська назва: Taraxacum officinale)
Зміна клімату також впливає на перелітних птахів. Через постійно потепління ділянки (і годування тварин) через їжу, доступну протягом зими, багато перелітних птахів, таких як лелеки, навіть не роблять спроб великої поїздки на південь. За даними Центру екологічних досліджень Угорської академії наук, мігруючі птахи не тільки виїжджають на місця зимівлі трохи пізніше або прилітають раніше навесні через потепління осінньо-зимових місяців, але і сама стратегія змінюється: перелітний птах стане постійним птахом.
Трансформація екосистем
Фенологічні події впливають на широкий спектр екологічних процесів, включаючи демографію видів, розподіл видів та успіх інвазивних видів (також відомих як чужорідні види повені) над місцевими видами. Види здатні певною мірою адаптуватися до змінених кліматичних умов (наприклад, їх ареал зміщується далі на північ/вище до гірських районів), але якщо кліматичні зміни відбудуться занадто швидко, види рослин не зможуть встигнути або зможуть щоб не відставати. Ті, хто живе в туризмі в Новій Англії на північному сході США, вже стурбовані, оскільки зміна клімату може відсунути популярну зірку осінньої кольорової кавалькади, цукрову тростину, на північ, позбавивши її характерних осінніх кольорів - і вартістю мільярди доларів. Крім того, мінливі кліматичні умови також сприяють поширенню інвазійних видів та шкідників.
Екологи також попереджають про це міжвидові стосунки часто порушуються внаслідок фенофазних зрушень (наприклад, взаємодії, що запилюють рослини), і різниця в часі може порушити функціонування спільнот. Наприклад, якщо рослини не цвітуть, коли комахи-запилювачі активні, обидві групи можуть зазнати негативного впливу. Це також означає, що екосистемні послуги зазнають шкоди, що може вплинути на весь харчовий ланцюг та продовольчу безпеку.
Тому виникає питання щодо що можна зробити, щоб уникнути та пом'якшити негативні екологічні наслідки техногенних змін клімату? Як би принципово це не здавалося, експерти кажуть, що одним із найважливіших заходів є захист природних середовищ існування. Тварини-запилювачі можуть ідеально виконувати свою роботу, якщо у них є все необхідне для їх безпеки та здоров’я, наприклад, матеріали та умови навколишнього середовища, необхідні для побудови їх середовища проживання. Слід також ретельно планувати терміни різних практик управління рослинами та землями (наприклад, косіння, випас худоби, спалювання, застосування пестицидів), оскільки вони можуть прямо та опосередковано завдати шкоди комахам, позбавляючи їх середовища проживання та харчування.
Що стосується зміни фенологічних явищ, фермери можуть захистити запилювачів від можливої нестачі джерел квітів у своєму середовищі існування, створивши багатий і різноманітний ансамбль видів рослин. Запилювачі, особливо бджоли, годують себе та своє потомство нектаром та пилком, тоді як більшість видів метеликів потребують нектару як доросла метелик, але живуть та харчуються спеціальними рослинами-господарями як гусениці. Отже, щоб у певній місцевості була доступна потрібна кількість та різноманітність їжі для задоволення всіх потреб життєвого циклу всіх видів, що запилюються, необхідно мати кілька сортів, які послідовно охоплюють весь вегетаційний період.
Різноманітність та велика кількість продуктів харчування, створених таким чином, дозволяє запилювачам процвітати та виконувати свою важливу роль для екосистем, навіть у постійно мінливих екологічних та кліматичних умовах.
Ви теж можете допомогти роботі вчених! Ви можете надіслати свої спостереження до OMSZ (докладний посібник з фенології рослин доступний тут) і завантажити їх до інших глобальних баз даних: Nature’s Notebook, Budburst, ISeeChange