Ещё натуралисты-классики прошлых столетий обращали внимание, что облик растений и растительного покрова большей частью определяется двумя факторами: климатом и почвой. Однако только в XXI веке учёные приступили к поискам количественных закономерностей между растениями и условиями, в которых они растут. Так, сначала были выявлены признаки, по которым удобно сравнивать как разные виды растений между собой, так и представителей одного вида в разных условиях – эти признаки называются функциональными.

Современные математические модели позволяют по таким данным понять историю экосистемы и даже строить предсказательные модели, описывающие, как будет меняться экосистема при смене климата среды. В контексте глобальных изменений климата такие модели крайне актуальны и важны, однако пока ещё они далеки от совершенства. Причина тому – нехватка количественных данных о связи факторов окружающей среды с признаками растений. Поэтому масштабные исследования, основанные на анализе количественной информации об условиях среды, видовом составе растительных сообществ и функциональных признаков растений – один из ярких трендов современной экологии. Эти исследования позволяют по-новому подойти к решению ряда проблем экологии: каковы механизмы формирования природных комплексов сосуществующих видов (сообществ), какова здесь роль различных факторов среды? Без ответа на эти вопросы невозможно сохранить природные экосистемы Земли и их влияние на создание приемлемой для человека среды обитания.

Международная команда экологов и ботаников с участием МГУ собрала огромный массив данных о функциональных признаках растений и привязанных к ним данных о почвах и климатических параметрах. В финальную базу данных вошло 225 206 наблюдений 17 функциональных признаках 20 655 видов сосудистых растений со всей планеты, соответствующие им данные о 21 климатическом параметре и о 107 характеристиках почвы. С помощью арсенала биоинформатических методов между функциональными признаками и параметры природно-климатической среды был выявлен ряд закономерностей.

В частности было установлено, что функциональные признаки делятся на две группы: размерные и ресурсные. Первые (высота растения, площадь листа и др.) больше определяются климатическими факторами, а вторые (например, содержание азота и фосфора в листьях, содержание углерода на единицу сухой массы) – теми почвенными параметрами, что не зависят от климата. Причём некоторые признаки демонстрируют более тесную связь или с климатическим, или почвенным фактором, но на некоторые признаки влияние оказывают обе группы факторов.

Это открытие позволяет понять, как растения и экосистемы могут меняться в контексте глобальных изменений климата, и разрабатывать модели динамики растительного покрова. Результаты исследования опубликованы в самом престижном международном научном журнале Nature, сообщается на сайте МГУ имени М.В. Ломоносова.