Связность объясняет реакцию экосистем на осадки и засуху

В новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые применили методы, вдохновленные теорией информации, чтобы отследить, как изменения в количестве осадков влияют на взаимодействие между атмосферой, растительностью и почвой на двух объектах Национального научного фонда США «Обсерватории критической зоны» на западе страны.

Анализ показал, как изменяется связность между различными компонентами экосистемы — тепловыми потоками, влажностью почвы и потоками углерода — во время и после событий, связанных с осадками и засухой. На участке в юго-западном Айдахо, где в июле 2015 года прошли обильные дожди, ученые наблюдали усиление связности между атмосферой и почвой сразу после выпадения осадков. На втором участке в горах Сьерра-Невада в Калифорнии, переживавшем многолетнюю засуху с 2012 года, реакция потоков тепла и углерода на засуху была разной, а источники связности различались между высокогорными и низкогорными станциями.

«Информация, возникающая из-за колебаний количества осадков, движется через экосистемы, подобно тому, как информация течет по коммуникационным сетям», — пояснил соавтор исследования Правин Кумар. Этот новый для экологии и гидрологии подход позволяет определить, насколько хорошо связаны различные аспекты экосистемы и являются ли реакции на изменения климата специфичными для конкретной местности или общими для разных экосистем. Наличие данных с нескольких станций на разных высотах в каждом месте позволило провести сравнительный анализ и учесть влияние высоты на климатические различия.

Результаты показывают, как водосборный бассейн может реагировать на нарушения в режиме осадков, такие как засуха. Понимание силы и характера связей внутри экосистемы важно для прогнозирования её реакции на будущие экстремальные климатические события.