Китайские ученые выяснили, что в конкуренции деревьев за солнечный свет ключевую роль играет не столько высота, сколько трехмерная архитектура кроны. Результаты исследования, опубликованного в журнале Plant Diversity, опровергают устоявшиеся экологические модели, которые учитывали в основном вертикальный рост. Новые данные позволяют точнее прогнозировать динамику лесных экосистем, что особенно важно в условиях изменения климата.
Специалисты из Чжэцзянского педагогического университета и ряда других научных центров КНР в течение пяти лет наблюдали за 3589 деревьями 31 вида в субтропическом лесу. Они измеряли не только общую высоту растений, но и высоту начала кроны, ее ширину и другие параметры, которые в совокупности описывают ее геометрию. Анализ показал, что стратегии выживания у светолюбивых и теневыносливых видов принципиально различаются.
Для светолюбивых пород, стремящихся к быстрому вертикальному росту, соседство с деревьями, чьи кроны сильно отличаются по форме, замедляет развитие. Эффективнее всего они конкурируют с «похожими» соседями, так как это позволяет более упорядоченно распределять ресурсы. При этом рост ускоряется, если кроны соседних деревьев минимально пересекаются в горизонтальной плоскости, что снижает прямое затенение и оптимизирует фотосинтез.
Теневыносливые виды ведут себя иначе. Форма крон соседних деревьев практически не влияет на их рост. Для них главным сдерживающим фактором оказалась плотность произрастания деревьев того же вида. Это подтверждает гипотезу Джензена–Коннелла, согласно которой вокруг взрослых растений накапливаются специфичные для вида патогены и вредители, подавляющие развитие молодой поросли. Таким образом, для этих деревьев биотические факторы оказываются важнее борьбы за свет.
Авторы исследования считают, что учет архитектуры крон и теневыносливости видов позволит создавать более точные модели для лесного хозяйства и природоохранной деятельности. Понимание этих механизмов поможет эффективнее управлять лесовосстановлением и сохранять биоразнообразие в меняющихся климатических условиях. Ученые намерены продолжить работу, интегрировав в анализ физиологические параметры растений, например, характеристики листьев и гидродинамику.