Ширина годичных колец и гидроклиматические реконструкции по δ18O позволяют отличить засуху почвы от атмосферной в горных лесах северо-восточного Ирана

Почему старые деревья в сухих горах важны

Во многих районах Ирана вода в дефиците, а засухи становятся длиннее и сильнее. В высоких горах на северо‑востоке выносливые можжевельники цепляются за каменистые склоны и тихо записывают эти изменения в своей древесине. Расшифровывая тонкие линии и едва заметные химические следы в кольцах, ученые могут восстановить 200‑летнюю историю того, как разные типы засухи влияли на эти леса и что это может означать для их будущего.

Два типа «сухих» небес

Не все засухи одинаковы для дерева. Один тип возникает, когда почва пересыхает и корни не могут достать достаточное количество воды. Другой — когда воздух становится необычно сухим, вытягивая влагу из листьев, даже если в почве еще есть вода. Исследование сосредоточено на обоих видах стресса в полузасушливых горах Хезар Масджед на северо‑востоке Ирана, где открытые можжевеловые леса растут на тонких каменистых почвах. Используя ограниченные данные метеостанций и глобальные наборы по засухам, исследователи отслеживали почвенную сухость, описанную климатическим индексом, сочетающим осадки и испарение, и атмосферную сухость, измеряемую тем, насколько сильно воздух «тянет» воду из листьев.

Что могут рассказать годичные кольца

Команда отобрала пробы почти у пятидесяти долгоживущих можжевельников вдоль крутого склона, взяв тонкие керны из стволов без вырубки деревьев. Из каждого керна они измеряли ширину каждого годичного кольца — классический способ оценить, как дерево росло в тот или иной год. Также они извлекали и анализировали кислородные изотопы в древесине у выбранных деревьев. Относительное содержание этих изотопов изменяется в зависимости от того, насколько сухой был воздух при формировании новой ткани. Более широкие кольца в основном отражают, сколько воды было доступно в почве в начале вегетационного периода, тогда как кислородный сигнал фиксирует сухость воздуха в течение всего тёплого сезона. Построив два 200‑летних ряда — по ширине колец и по изменению кислорода — они создали детализированную картину прошлых условий роста.

Возвращая к жизни два века засухи

Опираясь на современные климатические записи с 1984 по 2020 год, ученые вывели статистические связи между данными по деревьям и двумя показателями засухи. Сам по себе кислородный индекс был достаточно силен, чтобы восстановить прошлые изменения атмосферной сухости в тёплые месяцы. В комбинации с шириной колец они также смогли воссоздать индекс почвенной засухи в вегетационный период, отражающий, сколько воды деревья могли извлечь из грунта. Эти реконструкции показывают частые сухие годы на протяжении двух столетий, но также выявляют периоды особенно тяжёлых условий в конце 1800‑х, в отдельных частях 1900‑х и, что особенно заметно, в последние десятилетия по мере потепления региона.

Какая засуха сильнее вредит деревьям

Чтобы понять реакцию деревьев, исследователи сгруппировали годы в три категории — сильная засуха, умеренная засуха и отсутствие засухи — на основе атмосферной сухости, почвенной сухости или их сочетания. Затем они сравнивали ширину колец до, во время и после этих лет. Рост снижался сильнее всего при низкой влажности почвы, независимо от того, был ли воздух также необычно сухим. Годы с сочетанием сухой почвы и сухого воздуха оказывали почти такое же сильное воздействие, тогда как годы с сухим воздухом в одиночку вызывали лишь умеренное и недолгое снижение роста. Даже после сильных почвенных засух большинство деревьев восстанавливались до почти нормального роста примерно в течение двух лет, что указывает на некоторую устойчивость, но также показывает, как часто эти леса функционируют в условиях стресса.

Что это значит для горных лесов

Исследование показывает, что для можжевеловых лесов северо‑восточного Ирана ключевая угроза — это не только более тёплый и сухой воздух, но и постепенное исчерпание влаги из уже мелких горных почв. Атмосферная сухость выступает дополнительной нагрузкой, когда она совпадает с бедностью почвенной воды, подталкивая деревья к пределам их выносливости. За последние пятьдесят лет доля наиболее интенсивных годов засухи, особенно тех, где воздух был очень сухим, увеличилась. Для лесоуправителей и сообществ, зависящих от этих лесов, это означает, что меры по сохранению почвенной влаги — ограничение эрозии, улучшение покрова почвы и выбор засухоустойчивых видов — будут ключевыми для сохранения этих высокогорных насаждений в условиях потепления климата.

Цитирование: Foroozan, Z.P., Mazaherifar, M.H., Aryal, S. et al. Tree-ring width and δ¹⁸O-derived hydroclimatic reconstructions allow a distinction between soil and atmospheric drought in the Mountain Forests of Northeastern Iran. Sci Rep 16, 15601 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-52364-3

Ключевые слова: годичные кольца, засуха, можжевеловые леса, климат Ирана, влажность почвы