Что произойдет, если тропические леса Амазонии высохнут? Этот многолетний эксперимент дает некоторые ответы

Прогулка под густым пологом амазонского леса неожиданно приводит на открытое место. Здесь гниют упавшие стволы, деревья растут реже, а температура повышается там, где солнечный свет достигает земли. Так выглядит 24-летняя сильная засуха в крупнейшем тропическом лесу мира.

Однако этот деградировавший участок леса размером с футбольное поле — научный эксперимент. Проект Esecaflor (сокращение от «Forest Drought Study Project» на португальском), запущенный в 2000 году бразильскими и британскими учеными, моделирует будущее, в котором изменение климата может лишить Амазонку осадков. Это самый длительный проект такого рода в мире, послуживший источником для десятков академических статей в областях от метеорологии до экологии и физиологии.

Понимание влияния засухи на Амазонку — регион, вдвое превышающий по площади Индию и охватывающий несколько стран Южной Америки, — имеет значение далеко за его пределами. Тропический лес хранит колоссальное количество углекислого газа (CO₂), парникового газа, являющегося главной движущей силой изменения климата. По одному из исследований, в Амазонке хранится эквивалент двух лет глобальных выбросов углерода. Когда деревья вырубают или они засыхают от засухи, накопленный углерод высвобождается в атмосферу, ускоряя глобальное потепление.

Для имитации стресса от засухи проект, расположенный в национальном лесу Кашиуана, разместил около 6000 прозрачных пластиковых панелей на одном гектаре, отводя примерно 50% осадков с поверхности почвы. Рядом оставили нетронутый контрольный участок. На обоих участках с помощью приборов на деревьях, на земле и под землей измеряли влажность почвы, температуру воздуха, рост деревьев, сокодвижение и развитие корней. Радары NASA на двух металлических вышках измеряли количество воды в растениях для оценки общего стресса леса.

«Лес изначально казался устойчивым к засухе», — сказала Люси Роуленд, профессор экологии Университета Эксетера. Однако примерно через 8 лет ситуация изменилась: «Мы увидели действительно большое снижение биомассы, большие потери и гибель самых крупных деревьев». Это привело к потере примерно 40% общего веса растительности и хранящегося в ней углерода на экспериментальном участке. Основные выводы подробно изложены в исследовании, опубликованном в мае в журнале Nature Ecology & Evolution. Оно показывает, что в годы потери растительности тропический лес превращался из поглотителя (сток) CO₂ в его источник, прежде чем в итоге стабилизироваться. Хорошая новость в том, что многолетняя засуха не превратила тропический лес в саванну, как предсказывали более ранние модели.

В ноябре большинство пластиковых панелей было убрано, и теперь ученые наблюдают за восстановлением леса. «Лес уже адаптировался. Теперь мы хотим понять, что будет дальше», — сказал метеоролог Жоау де Атаидес, вице-координатор Esecaflor и соавтор исследования в Nature. В апреле на удаленной площадке работали четыре научные группы, изучавшие рост корней, погодные данные, влажность растительности и физиологию растений.

Эксперимент Esecaflor перекликается с последними двумя годами, когда большая часть Амазонки под влиянием Эль-Ниньо и изменения климата пережила сильнейшие засушливые периоды в истории. Роуленд пояснила, что недавний Эль-Ниньо вызвал краткосрочные, но интенсивные воздействия, включая не только снижение осадков, но и скачки температуры и дефицит давления пара. «Но в обоих случаях мы наблюдаем потерю способности леса поглощать углерод. Вместо этого углерод высвобождается обратно в атмосферу вместе с потерей лесного покрова», — сказала она.