Как деревья Амазонии используют недавние осадки в сухой сезон и поддерживают производство собственного дождя

Амазонка — крупнейший в мире тропический лес, дом для непревзойденного биоразнообразия и одной из самых длинных рек планеты. Помимо реки Амазонки, здесь существуют «летающие реки»: невидимые потоки пара, которые перемещаются в атмосфере, обеспечивая осадки как в самом лесу, так и далеко за его пределами. В сухой сезон до 70% осадков в Амазонии формируется за счет этой влаги, рециркулируемой самим лесом. Ключевой вопрос: откуда деревья берут воду для поддержания цикла в самые засушливые месяцы?

В новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые провели полевые работы в национальном лесу Тапажос (Бразилия) в разгар сухого сезона 2021 года. Работа велась на двух контрастных участках: лес на вершине холма с глубоким уровнем грунтовых вод (~40 м) и лес в долине у ручья с мелким залеганием вод. Результаты показали, что большая часть воды, используемой для транспирации в засушливый период, поступает не из глубоких запасов, а из верхних слоев почвы (0–50 см) — 69% на холме и 46% в долине. При этом вода в верхнем слое почвы оказалась недавними осадками самого сухого сезона. Лес быстро рециркулирует дождь: влага проникает в почву, поглощается корнями и возвращается в атмосферу, формируя новые осадки именно тогда, когда они наиболее необходимы.

Ключевую роль в этом процессе играет разнообразие деревьев и их устойчивость к эмболии — способность предотвращать образование воздушных пробок в водопроводящей системе при засухе. Виды с высокой устойчивостью к эмболии продолжают транспирировать по мере высыхания почвы, полагаясь на недавний дождь в поверхностных слоях. Это первое доказательство того, что быстрая рециркуляция осадков сухого сезона сильно зависит от устойчивости деревьев к эмболии. Вырубка лесов нарушает этот хрупкий баланс, сокращая транспирацию и угрожая гидрологическому циклу, который поддерживает сельское хозяйство в ключевых зернопроизводящих регионах Бразилии.