SAD: вода или фотосинтез?

За последние 10 лет гибель лесных деревьев из-за засухи и выросших температур была зафиксирована на всех континентах, кроме Антарктиды. Это в свою очередь может стимулировать глобальное потепление за счет уменьшения объема углекислого газа, удаляемого деревьями из атмосферы, и выпуска углерода, заключенного в их древесине. Новое исследование под руководством исследователя Карнеги и аспиранта Стэнфордского университета William Anderegg демонстрирует доказательство физиологического механизма, обуславливающего гибель дерева в засухе.

Работа была опубликована 12 декабря в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Леса хранят около 45 процентов углерода, найденного на земле. Их смертность способна радикально трансформировать экосистемы, воздействовать на биоразнообразие, нанести ущерб локальным экономикам, повысить риск пожаров, так же как усилить глобальное потепление.

У ученых было две конкурирующие теории о том, каким образом деревья погибают во время засухи. Одна гипотеза предполагала, что деревья страдают от голода из-за сниженной фотосинтетической активности. Суть другой гипотезы заключалась в том, что система транспортировки воды внутри дерева повреждается до невозможности восстановления из-за стрессовых воздействий засухи.    
Не зная точно, какая теория верна, исследователям было трудно строить модели и делать прогнозы о более значительном влиянии вызванной засухой смертности лесов.

Команда исследователей сфокусировала свои усилия на вызванном климатом вымирании осинообразных тополей Северной Америки. Они непосредственно изучали воздействие как углеродного голодания, так и транспортировки воды на продолжающуюся гибель лесов.
Помимо Anderegg, в команду авторов входили исследователи Карнеги Chris Field и Joe Berry вместе с Leander Anderegg, а также Duncan Smith и John Sperry из университета Юты. Leander Anderegg во время завершения полевых исследований был еще судентом последнего курса Стэндорда.

Вымирание тополей осинообразных, названное «Внезапное сокращение осин» (Sudden Aspen Decline или SAD), началось после суровых засух 2000 – 2004 годов и затронуло около 17 процентов осиновых лесов в Колорадо, равно как частей запада США и Канады. SAD продолжилось в течение 2010 года, когда проводилось исследование.

"Массовые случаи смертности, такие как мы видим с осинами, являются динамитом в ответах экосистемы на изменение климата. Мы знаем, что когда они происходят, это приводит к огромным переменам. Но мы находимся на ранней стадии возможности прогнозировать их появление", - говорит Field, директор Отделения глобальной экологии Карнеги и профессор биологии и экологии систем Земли в Стэнфорде.

Исследователи не выявили подтверждения значительного сокращения резервов углерода в осинах, подверженных SAD. Это перечеркивает теорию голодания, хотя возможно, что углеродное голодание возникало, но положение успело выправиться.

Напротив, они обнаружили значительные функциональные потери в системах транспортировки воды деревьев, особенно в корнях. Подверженные SAD деревья продемонстрировали почти 70-процентную утрату проводимости воды.

"Наше исследование дает описание того, что будущие засухи могут означать для символических деревьев американского Запада. Наши результаты свидетельствуют о том, что нарушенная способность транспортировать воду из-за вреда засухи играет важную роль в последнем вымирании осин", - говорит William Anderegg.

Работа исследователей обеспечит руководство для ученых, стремящихся построить модели и прогнозы будущей гибели лесов в результате изменения климата.

Источник: Sciencedaily.com

Комментарии: