Temperature’s impact on seasonal growth of woody plants in Central Sikhote-Alin in the conditions of changing climate

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

For the first time, a variability analysis of phenological dates of woody plant development in connection with climate change was conducted for the conditions of Primorsky Krai. The study is based on a continuous (from 1987 to 2022) series of phenological observations for five tree species from the Nature Chronicle of the Sikhote-Alin Reserve. According to data from the Terney weather station, a trend for warming by 0.29°С/10 years was revealed. The best predictor for the shift in phenological dates and changes in the duration of the growing season turned out to be the average spring air temperature (R2 = 0.30—0.69). Another good predictor for phenological shifts was the average annual temperature and the sum of active temperatures on May 1 (temperature threshold 0°С). Temperature sensitivity for the dates of spring phenophases, calculated based on the average spring temperature for the studied tree species, was 3—6 days/°С. The flowering phase is the most sensitive to air temperature. The best ability to indicate climate changes among the species under consideration was found in the common bird cherry (Padus avium Mill.). No significant trends in the change of autumn phenological data have been identified over the years of observation. Over 35 years of observation, plants have not shown any clear signs of phenological development adaptation to increasing temperatures.

Sobre autores

A. Ivanov

Institute of geology and natural resources management of the Far Eastern branch of the RAS

Email: aleksandrgg86@mail.ru
Relochniy ln. 1, Blagoveshchensk 675011, Russia

A. Marchenko

Primorsky State Agrarian-Technological University

Email: aleksandrgg86@mail.ru
Bluhera ave. 44, Ussuriisk, 692510 Russia

S. Bondarchuk

Abramov’s Sikhote-Alin State Nature Biosphere Reserve

Email: aleksandrgg86@mail.ru
Partizanskaya st. 44, Terney, 692150 Primorsky Krai, Russia

A. Mogileva

Abramov’s Sikhote-Alin State Nature Biosphere Reserve

Email: aleksandrgg86@mail.ru
Partizanskaya st. 44, Terney, 692150 Primorsky Krai, Russia

I. Nesterova

Abramov’s Sikhote-Alin State Nature Biosphere Reserve

Email: aleksandrgg86@mail.ru
Partizanskaya st. 44, Terney, 692150 Primorsky Krai, Russia

D. Zamolodchikov

Isaev Centre for Forest Ecology and Productivity of the Russian Academy of Sciences; High School of Economy

Autor responsável pela correspondência
Email: aleksandrgg86@mail.ru
Profsoyuznaya st. 84/32 bldg. 14, Moscow, 117997 Russia; Pokrovsky blvd. 11, Moscow, 109028 Russia

Bibliografia

  1. Булыгин Н.Е. Биологические основы дендрофенологии. Л.: ЛТА, 1982. 80 с.
  2. Булыгин Н.Е. Дендрология. Фенологические наблюдения над хвойными породами. Л.: ЛТА, 1974. 82 с.
  3. Булыгин Н.Е. Фенологические наблюдения над древесными растениями. Л.: ЛТА, 1979. 97 с.
  4. Елагин И.Н. Методика проведения и обработки фенологических наблюдений за деревьями и кустарниками в лесу // Фенологические методы изучения лесных биогеоценозов. Красноярск, 1975. C. 3—20.
  5. Елагин И.Н. Фенологическая изменчивость древесных пород в различные сезоны года // Изменчивость и интродукция древесных растений Сибири. Красноярск, 1984. С. 5—11.
  6. Емельянова О.Ю., Цой М.Ф., Масалова Л.И. Фенологические наблюдения как основа формирования базы данных феноспектров древесных растений // Овощи России. 2020. № 6. С. 77—84.
  7. Жиленко В.Ю., Сорокопудов В.Н. Влияние климатических изменений на фенологические особенности видов рода Berberis L. в условиях Белгородской области // Проблемы современной науки. 2013. № 9. С. 155—161.
  8. Жмылев П.Ю., Жмылева А.П., Карпухина Е.А., Титовец А.В. Возможные причины изменения сезонного развития растений в связи с потеплением климата // Вестник РУДН. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2001. № 3 (9). С. 98—103.
  9. Ипатов В.С., Кирикова Л.А. Фитоценология. СПб.: СПбГУ, 1997. 316 с.
  10. Календари природы Сибири // Сборн. научн. тр. Л.: ГО СССР, 1974. 78 с.
  11. Короткова О.Е. Погодно-климатические, фенологические отклонения 2020 г. в Хоперском заповеднике в сравнении с многолетними данными 1939—2020 гг. // Труды Мордовского государственного природного заповедника имени П.Г. Смидовича. 2021. № 28. С. 199—207.
  12. Корсакова С.П. Реакция феноиндикаторов умеренных широт на изменение климата в сухих субтропиках: моделирование и прогноз // Ученые записки Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского. Серия: Биология. Химия. 2018. Т. 4. № 70. № 3. С. 109—124.
  13. Марченко А.А., Иванов А.В. Влияние вариаций температуры и городского “острова тепла” на сезонное развитие древесных растений юга Приморья // Лесоведение. 2024. № 5. С. 54—64.
  14. Нестерова И.А. Фенологические наблюдения за растительностью в Сихотэ-Алинском заповеднике // | Научные исследования в заповедниках Дальнего Востока. Часть II. Хабаровск, 17—17 октября 2003 г. С. 30—33.
  15. Погода и климат [Электронный ресурс]. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/ (дата обращения: 10.11.2024 г.).
  16. Соловьев А.Н., Шихова Т.Г. Фенологические отклонения в условиях меняющегося климата: Мат-лы II Междунар. науч. конф. в Центрально-Лесном государственном природном биосферном заповеднике 10—14 августа 2020 г. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2020. 218 с.
  17. Сырица М.В. Анализ многолетних климатических и фенологических данных заповедника “Кедровая падь” // Летопись природы: фенология, отклики биоты на изменения климата: Мат-лы II Междунар. науч. конф. в Центрально-Лесном государственном природном биосферном заповеднике. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2020. С. 69—75.
  18. Федотова В.Г. Современное состояние отечественной фенологии // Природная среда. 2009. № 4. С. 166—176.
  19. Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации / Под ред. В.М. Катцова. СПб.: Наукоемкие технологии, 2022. С. 676.
  20. Фомин Э.С., Фомина Т.И. Изменение фенологии многолетних растений в Западной Сибири на фоне глобального потепления климата // Сибирский экологический журнал. 2021. Т. 28. № 5. С. 543—556.
  21. Dunham A., Razafindratsima O., Rakotonirina P., Wright P. Fruiting phenology is linked to rainfall variability in a tropical rain forest // Biotropica. 2018. V. 50. P. 396—404.
  22. Gao X., Dai J., Wang H., Tao Z., Alatalo J. Association of spring phenological traits with phylogeny and adaptation to native climate in temperate plant species in Northeast China // Ecological Indicators. 2022. V. 143. P. 109381.
  23. Hu M., Li X., Xu Y., Huang Z., Chen C., Chen J., Du H. Remote sensing monitoring of the spatiotemporal dynamics of urban forest phenology and its response to climate and urbanization // Urban Climate. 2024. V. 53. P. 101810.
  24. Ma J., Xiao X., Li R., Zhao B., Myint S.W. Enhanced spring phenological temperature sensitivity explains the extension of carbon uptake period in temperate forest protected areas // Forest Ecology and Management. 2020. V. 455. P. 117679.
  25. Morellato P., Alberton B., Alvarado S., Borges B., Buisson E., Camargo M.G., Cancian L., Carstensen D., Escobar D., Leite P., Mendoza I., Rocha N., Soares N., Silva T., Staggemeier V., Streher A., Vargas B., Peres C. Linking plant phenology to conservation biology // Biological Conservation. 2016. V. 195. P. 60—72.
  26. Svystun T., Jönsson A. Exploring Populus phenological response to climate change using observational data and ecosystem modelling // Agricultural and Forest Meteorology. 2022. V. 314. P. 108766.
  27. Wolkovich E., Cook B., Allen J., Crimmins T., Betancourt J., Travers S., Pau S., Regetz J., Davies T., Kraft N., Ault T., Bolmgren K., Mazer S., Mccabe G., Mcgill B., Parmesan C., Salamin N., Schwartz M., Cleland E. Warming experiments underpredict plant phenological responses to climate change // Nature. 2012. V. 485. P. 494—497.
  28. Bulygin N.E., Biologicheskie osnovy dendrofenologii (Biological foundations of dendrophenology), Leningrad: LTA, 1982, 80 p.
  29. Bulygin N.E., Dendrologiya. Fenologicheskie nablyudeniya nad khvoinymi porodami (Dendrology. Phenological observations of coniferous species), Leningrad: LTA, 1974, 82 p.
  30. Bulygin N.E., Fenologicheskie nablyudeniya nad drevesnymi rasteniyami (Phenological observations of woody plants), Leningrad: LTA, 1979, 97 p.
  31. Dunham A., Razafindratsima O., Rakotonirina P., Wright P., Fruiting phenology is linked to rainfall variability in a tropical rain forest, Biotropica, 2018, Vol. 50, pp. 396—404.
  32. Elagin I.N., Fenologicheskaya izmenchivost’ drevesnykh porod v razlichnye sezony goda (Phenological variability of woody plants in different seasons), In: Izmenchivost’ i introduktsiya drevesnykh rastenii Sibiri (Variability and introduction of woody plants in Siberia), Krasnoyarsk, 1984, pp. 5—11.
  33. Elagin I.N., Metodika provedeniya i obrabotki fenologicheskikh nablyudenii za derev’yami i kustarnikami v lesu (Methodology for conducting and processing phenological observations of trees and shrubs in the forest), In: Fenologicheskie metody izucheniya lesnykh biogeotsenozov (Phenological methods for studying forest biogeocenoses), Krasnoyarsk, 1975, pp. 3—20.
  34. Emel’yanova O.Yu., Tsoi M.F., Masalova L.I., Fenologicheskie nablyudeniya kak osnova formirovaniya bazy dannykh fenospektrov drevesnykh rastenii (The phenological observations as the basis for the formation of the database of phenological spectrums of woody plants), Ovoschi Rossii, 2020, No. 6, pp. 77—84.
  35. Fedotova V.G., Sovremennoe sostoyanie otechestvennoi fenologii (Current state of Russian phenology), Prirodnaya sreda, 2009, No. 4, pp. 166—176.
  36. Fomin E.S., Fomina T.I., Izmenenie fenologii mnogoletnikh rastenii v Zapadnoi Sibiri na fone global’nogo potepleniya klimata (Changes in the phenology of perennial plants in Western Siberia against the background of global climate warming), Sibirskii ekologicheskii zhurnal, 2021, Vol. 28, No. 5, pp. 543—556.
  37. Gao X., Dai J., Wang H., Tao Z., Alatalo J., Association of spring phenological traits with phylogeny and adaptation to native climate in temperate plant species in Northeast China, Ecological Indicators, 2022, Vol. 143, 109381. http://www.pogodaiklimat.ru/ (November 10, 2024)
  38. Hu M., Li X., Xu Y., Huang Z., Chen C., Chen J., Du H., Remote sensing monitoring of the spatiotemporal dynamics of urban forest phenology and its response to climate and urbanization, Urban Climate, 2024, Vol. 53, 101810.
  39. Ipatov V.S., Kirikova L.A., Fitotsenologiya (Phytocoenology), Izd-vo SPbGU, 1997, 315 p.
  40. Kalendari prirody Sibiri (Nature calendars of Siberia), In: Sbornik nauchnykh trudov (Collection of scientific papers), Leningrad: GO SSSR, 1974, 78 p.
  41. Korotkova O.E., Pogodno-klimaticheskie, fenologicheskie otkloneniya 2020 g. v Khoperskom zapovednike v sravnenii s mnogoletnimi dannymi 1939—2020 gg. (Weather-climatic, phenological deviations of 2020 in Khopyor Nature Reserve in comparison with long-term data of 1939—2020), Trudy Mordovskogo gosudarstvennogo prirodnogo zapovednika imeni P.G. Smidovicha, 2021, No. 28, pp. 199—207.
  42. Korsakova S.P., Reaktsiya fenoindikatorov umerennykh shirot na izmenenie klimata v sukhykh subtropikakh: modelirovanie i prognoz (Response of phenoindicators temperate climate to the climate change in dry subtropical: modeling and forecasting), Uchenye zapiski Krymskogo federal’nogo universiteta im. V.I. Vernadskogo. Seriya: Biologiya. Khimiya, 2018, Vol. 4, No. 70 (3), pp. 109—124.
  43. Ma J., Xiao X., Li R., Zhao B., Myint S.W., Enhanced spring phenological temperature sensitivity explains the extension of carbon uptake period in temperate forest protected areas, Forest Ecology and Management, 2020, Vol. 455, 117679.
  44. Marchenko A.A., Ivanov A.V., Vliyanie variatsii temperatur i gorodskogo “ostrova tepla” na sezonnoe razvitie drevesnykh rastenii yuga Primor’ya (Temperature variations and an urban “Heat Spot” affect seasonal development of woody plants in the South of Primorsky Krai), Lesovedenie, 2024, No. 5, pp. 54—64.
  45. Morellato P., Alberton B., Alvarado S., Borges B., Buisson E., Camargo M.G., Cancian L., Carstensen D., Escobar D., Leite P., Mendoza I., Rocha N., Soares N., Silva T., Staggemeier V., Streher A., Vargas B., Peres C., Linking plant phenology to conservation biology, Biological Conservation, 2016, Vol. 195, pp. 60—72.
  46. Nesterova I.A., Fenologicheskie nablyudeniya za rastitel’nost’yu v Sikhote-Alinskom zapovednike (Phenological observations of vegetation in the Sikhote-Alin Reserve), Nauchnye issledovaniya v zapovednikakh Dal’nego Vostoka (Scientific research in the reserves of the Far East), Part 2, Khabarovsk, October 17, 2003, pp. 30—33.
  47. Solov’ev A.N., Shikhova T.G., Fenologicheskie otkloneniya v usloviyakh menyayushchegosya klimata (Phenological deviations in a changing climate), Proc. Of Second International scientific conf. in Central Forest Nature Reserve, August 10—14, 2020, Moscow: Tovarishchestvo nauchnykh izdanii KMK, 2020, 218 p.
  48. Svystun T., Jönsson A., Exploring Populus phenological response to climate change using observational data and ecosystem modelling, Agricultural and Forest Meteorology, 2022, Vol. 314, 108766.
  49. Syritsa M.V., Analiz mnogoletnikh climaticheskikh i fenologicheskikh dannykh zapovednika “Kedrovaya pad’” (Analysis of long-term climatic and phenological data of the Kedrovaya Pad Reserve), Letopis’ prirody: fenologiya, otkliki bioty na izmeneniya klimata (Chronicle of Nature: Phenology, Biota Responses to Climate Change), Proc. Of Second International scientific conf. in Central Forest Nature Reserve, Moscow: Tovarishchestvo nauchnykh izdanii KMK, 2020, pp. 69—75.
  50. Tretii otsenochnyi doklad Rosgidrometa ob izmeneniyakh klimata i ikh posledstviyakh na territorii Rossiiskoi Federatsii (Roshydromet’s third assessment report on climate change and its consequences in the Russian Federation), Saint Petersburg: Naukoemkie tekhnologii, 2022, 676 p.
  51. Wolkovich E., Cook B., Allen J., Crimmins T., Betancourt J., Travers S., Pau S., Regetz J., Davies T., Kraft N., Ault T., Bolmgren K., Mazer S., Mccabe G., Mcgill B., Parmesan C., Salamin N., Schwartz M., Cleland E., Warming experiments underpredict plant phenological responses to climate change, Nature, 2012, Vol. 485, pp. 494—497.
  52. Zhilenko V. Yu., Sorokopudov V.N., Vliyanie climaticheskikh izmenenii na fenologicheskie osobennosti vidov roda Berberis L. v usloviyakh Belgorodskoi oblasti (Impact of climate change on phenological traits of Berberis L. species in the Belgorod region), Problemy sovremennoi nauki, 2013, No. 9, pp. 155—161.
  53. Zhmylev P. Yu., Zhmyleva A.P., Karpukhina E.A., Titovets A.V., Vozmozhnye prichiny izmeneniya sezonnogo razvitiya rastenii v svyazi s potepleniem klimata (Possible reasons of changes in seasonal plant development in connection with climate warmening), Vestnik RUDN. Seriya: Ekologiya i bezopasnost’ zhiznedeyatel’nosti, 2001, No. 3 (9), pp. 98—103. О П Е Ч А Т К А

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025