Повышенное содержание CO₂ дополнительно удлиняет вегетационный период по мере потепления климата

Новое исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Nature учеными из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (USDA), Колледжа Форт-Льюис и Университета штата Колорадо, демонстрирует, что более высокая концентрация атмосферного CO₂ в результате загрязнения от ископаемого топлива удлиняет вегетационный период.

Исследование показывает, что вегетационный период начинается раньше из-за потепления климата, а заканчивается позже из-за повышенного содержания CO₂, особенно когда доступность воды ограничивает активность растений. Это приводит к более длительному сезону роста. Как отмечает доктор Хайди Штельцер, соавтор исследования, на протяженность сезона влияет не только потепление, но и повышенный уровень CO₂.

Уникальный набор данных позволил проверить концептуальную модель, объясняющую, почему общий вегетационный период может удлиняться, даже если активный период отдельных видов растений сокращается. Данные подтвердили, что потепление и повышенный CO₂ по-разному влияют на растения: в то время как потепление может сокращать активный период одних видов, повышенный CO₂ продлевает и общий сезон, и активный период видов. Это приводит к большей непрерывности растительного покрова и обилию растений в экосистеме пастбищ.

Биологический смысл этого явления в том, что повышенный CO₂ увеличивает эффективность использования воды растениями, что часто приводит к более высокому содержанию влаги в почве. В экосистемах, где увядание листьев у лиственных растений часто вызвано нехваткой воды, более влажные почвы осенью могут продлевать вегетацию. Эффект сильно варьируется от года к году и наиболее выражен во влажные осенние периоды. В рамках пятилетнего исследования сочетание повышенного CO₂ и потепления привело к удлинению сезона в среднем на 14 дней по сравнению с одним только потеплением, а в один год разница составила 29 дней.

Результаты вызывают как надежду, так и опасения. Более длинные вегетационные сезоны могут быть полезны, особенно если повышенный CO₂ позволяет растениям дольше оставаться активными. Однако сдвиги в сроках и продолжительности репродуктивного сезона могут повлиять на выживание видов. Как отметила исследователь Мелисса Рейес-Фокс, повышенный CO₂ часто сокращает продолжительность репродуктивного периода, что может привести к рассогласованию с опылителями и распространителями семян, снижая успешность размножения растений в целом.

Поскольку удлинение вегетационного периода зависит от доступности воды, будущие изменения в количестве осадков будут определять степень этого удлинения. Исследование подчеркивает важность комплексного изучения одновременных изменений окружающей среды, так как даже при наличии некоторых положительных эффектов, повышенный уровень CO₂ имеет и другие, пагубные последствия.