Сравнение преимуществ посадки деревьев и естественной колонизации для повышения устойчивости лесов Великобритании в будущем

от

В новом исследовании, опубликованном в журнале Evolutionary Applications, учёные из Королевских ботанических садов Кью и Forest Research представили детальный анализ генетического разнообразия и сравнительного здоровья деревьев молодых британских лесов. Они выявили плюсы и минусы посадки деревьев и естественной колонизации.

Это первая публикация Центра защиты лесов, совместного предприятия Королевских ботанических садов Кью и Forest Research. Центр объединяет опыт Великобритании и всего мира для совместных исследований и разработок в области защиты и улучшения здоровья наших лесов, лесных массивов и деревьев.

Поскольку Англия стремится остановить сокращение биоразнообразия и достичь покрытия лесного полога в 16,5% к 2050 году, политики хотят знать, какой метод — естественная колонизация или посадка деревьев — является наиболее эффективным. Наличие сильных и здоровых лесов особенно актуально после гибели миллионов деревьев от болезни ash dieback за последнее десятилетие.

Доктор Гильермо Фрис, постдокторант по изучению здоровья растений и адаптации в Королевских ботанических садах Кью и первый автор статьи, говорит: «По всей стране деревья одного вида имеют небольшие генетические различия, которые эволюционировали, чтобы помочь им лучше расти в этих местах. Мы называем это «локальной адаптацией», и защита этих небольших генетических различий может помочь нашим деревьям противостоять изменению климата».

Учёные из Кью и Forest Research изучили участки с естественной колонизацией и посаженными английскими дубами и серебристыми березами, чтобы сравнить состояние молодых деревьев и оценить небольшие различия в ДНК между популяциями деревьев. Генетическое разнообразие имеет решающее значение для процветания лесов Великобритании, поскольку, хотя многие деревья, несомненно, погибнут, некоторые будут иметь встроенную устойчивость к патогенам и стрессовым факторам, таким как засуха, которую можно передать будущим поколениям.

Хорошая новость заключается в том, что как посадка, так и естественная колонизация могут создать здоровый и разнообразный лес, если анализировать их на местном уровне. Это подтверждает недавние находки в Суррее, где естественный отбор развивал устойчивость к ash dieback.

Однако естественная колонизация сама по себе не является решением проблемы из-за небольшого размера и фрагментации британских лесов. Учёные обнаружили, что многие молодые деревья довольно тесно связаны между собой, что чревато риском инбридинга и связанными с этим недостатками.

Доктор Фрис говорит: «Замечательным результатом нашего исследования стало то, что инбридинг — потеря генетического разнообразия, которая происходит, когда близкородственные особи размножаются, — был в два раза выше в молодых лесах с естественной колонизацией по сравнению с посаженными. Это, вероятно, связано с отсутствием связи между лесными участками, часто изолированными большими площадями сельскохозяйственных угодий. Тщательный выбор источников семян может помочь вырастить здоровые и адаптируемые леса».

Аналогичным образом, посаженные участки оказались более похожими, чем ожидали учёные, если рассматривать их в национальном масштабе. Например, генетическая вариабельность между участками была в пять раз выше между популяциями с естественной колонизацией, чем между посаженными дубами, вероятно, из-за того, что семена были собраны из относительно небольшого количества насаждений. Для посадки берёз использовались семена более разнообразного происхождения, что помогло сохранить различия между популяциями.

В отдельной части исследования учёные обнаружили, что посаженные деревья слишком часто происходят всего из нескольких источников семян. Это способствует отсутствию вариативности среди посаженных лесных массивов.

Одним из предложений, которое будет представлено правительству и в сектор снабжения семенами и питомниками, является приоритизация сбора семян из более широкого круга здоровых родительских деревьев со всех регионов, чтобы сбалансировать генетическое разнообразие и локальную адаптацию при размножении саженцев для посадки. Этот подход был впервые применён в рамках проекта Королевских ботанических садов Кью «Национальный проект по сбору семян деревьев в Великобритании».

Доктор Джеймс Боррелл, руководитель исследований по здоровью растений и адаптации в Королевских ботанических садах Кью, говорит: «Тесное сотрудничество с питомниками показало, что учёные и промышленность действительно находятся на одной волне. Нам нужны более разнообразные источники семян, чтобы максимизировать устойчивость наших будущих лесов. Если семена происходят из одного и того же небольшого количества насаждений, то в конечном итоге мы можем подорвать генетическое разнообразие наших местных деревьев».

Доктор Надя Барсум, старший лесной эколог в Forest Research, говорит: «Хотя в целом мы обнаружили, что здоровье молодых берёз и дубов хорошее, мы обнаружили более высокие случаи заражения листовыми патогенами на посаженных берёзах по сравнению с естественно колонизированными берёзами в тех же местах. Причины этой тенденции неясны, но проект CFP под названием SUstainable Plant Provenancing for Resilient Trees (SUPPoRT) основан на этих исследованиях».

Прогнозы климата для Великобритании предполагают, что деревья, посаженные сегодня, столкнутся с более сухими условиями и температурой на два, три или даже четыре градуса выше, не учитывая повышенные риски, связанные с вредителями и болезнями. Обеспечение здоровья лесов в будущем, скорее всего, потребует целостного подхода, сочетающего целенаправленную посадку деревьев с естественной колонизацией.

Доктор Фрис говорит: «В дальнейшем речь идёт не только о том, сколько деревьев мы посадим, но и о том, чтобы убедиться, что посаженные деревья приспособлены к выживанию в современных условиях и что их потомство сможет идти в ногу с экологическими вызовами будущего».

Доктор Барсум говорит: «Наши выводы показывают, что для Великобритании гибридный подход к увеличению лесного покрова — использование как естественной колонизации, так и посадки деревьев с использованием разнообразных источников семян — может быть наиболее эффективной стратегией для выращивания лесов, которые могут иметь большую устойчивость к вредителям, болезням и изменению климата».

Предоставлено:
[Royal Botanic Gardens, Kew](https://phys.org/partners/royal-botanic-gardens–kew/)

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте