Синхронное обновление листвы в Амазонии отвечает за сезонный рост фотосинтеза

Исследователи обнаружили, что в сухой сезон в тропических вечнозеленых лесах Амазонии рост новых листьев синхронизирован с потерей старых. Это смещает состав древесного полога в сторону более молодых листьев, обладающих более высокой фотосинтетической способностью, и объясняет наблюдаемые значительные сезонные увеличения фотосинтеза во всей экосистеме. Исследование, проведенное под руководством Цзинь У из Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE), было опубликовано 26 февраля в журнале Science.

Это открытие имеет решающее значение для создания точных климатических моделей, поскольку понимание цикла углерода в этих лесах, поглощающих огромное количество CO₂ из атмосферы, — ключ к прогнозированию будущих изменений глобального климата. Ранее в климатических моделях тропики часто представлялись упрощенно, предполагалось, что фотосинтез там постоянен в течение года. Однако работа показывает, что внутренняя динамика леса — возраст листьев — является основным драйвером сезонных изменений.

«Фотосинтез — это как метаболизм. Как и у людей, метаболические показатели листьев сильно зависят от возраста», — пояснил Цзинь У. Молодые листья (возрастом 2–5 месяцев) достигают пика фотосинтетической эффективности, после 6 месяцев их показатели снижаются. Синхронная замена старых листьев на новые в сухой сезон приводит к «омоложению» полога и резкому росту его продуктивности.

Исследование проводилось на четырех площадках в Амазонии с использованием данных с вышек, камер и прямых измерений с помощью альпинистского снаряжения. Включение этих данных о возрасте и физиологии листьев в модели земной системы позволит точнее прогнозировать углеродный обмен и его обратную связь с климатом. Работа является частью масштабного 10-летнего проекта NGEE-Tropics, направленного на снижение неопределенности в климатических моделях.