Повышение уровня CO₂ заставляет растения выделять меньше воды в атмосферу, заявляют исследователи

Ученые из Индианского университета в Блумингтоне и Утрехтского университета (Нидерланды) сообщают, что за последние 150 лет рост концентрации углекислого газа привел к сокращению плотности устьиц — пор, через которые растения «дышат», — на 34%. Это ограничивает количество водяного пара, выделяемого растениями в атмосферу. Результаты исследования будут опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

В отдельной статье, также готовящейся к публикации в PNAS, многие из этих же ученых описывают разработанную ими модель. Она предсказывает, что удвоение текущего уровня CO₂ приведет к резкому сокращению количества воды, выделяемой растениями. Данные были собраны на основе изучения разнообразных видов растений во Флориде, включая живые экземпляры, а также образцы из гербарных коллекций и торфяных отложений возрастом 100–150 лет.

Повышение концентрации углекислого газа примерно на 100 ppm оказало глубокое влияние на количество устьиц и, в меньшей степени, на их размер. Наш анализ этих структурных изменений показывает огромное сокращение выделения воды в атмосферу, — отметил Дэвид Дилчер, почетный профессор геологии и соавтор обеих работ.

Устьица на нижней поверхности листьев необходимы растениям для поглощения CO₂ из воздуха и транспирации — выделения воды в атмосферу. Транспирация способствует поглощению воды корнями и охлаждает растения. Если устьиц становится меньше или они больше времени остаются закрытыми, газообмен, включая транспирацию, ограничивается.

Углеродный цикл важен, но не менее важен и водный цикл. Если транспирация уменьшается, сначала в почве может быть больше влаги, но если при этом будет меньше осадков, в конечном итоге влаги в грунте может стать меньше, — пояснил Дилчер. — Наземные растения являются крайне важной частью гидрогеологического цикла.

Модель, представленная во второй статье, предполагает, что удвоение текущего уровня CO₂ (с 390 до 800 ppm) сократит количество воды, теряемой растениями в атмосферу, вдвое. Авторы заключают, что «адаптация растений к росту CO₂ в настоящее время изменяет гидрологический цикл и климат и будет продолжать делать это на протяжении всего этого века». По мнению ученых, это может привести к уменьшению количества осадков и, как следствие, к изменению водообмена во флоридских водосборных бассейнах.