Экосистемы становятся все более "жаждущими" из-за изменения климата

Новое исследование показывает, что функционирование экосистем в будущем будет все больше зависеть от доступности воды. Используя современные климатические модели, международная группа ученых выявила несколько "горячих точек", где усиливающееся водное ограничение сильно влияет на экосистемы. К ним относятся Центральная Европа, Амазония и запад России. Выявление таких регионов крайне важно, поскольку здоровые экосистемы жизненно необходимы для общества, обеспечивая такие ключевые услуги, как продовольственная и водная безопасность, поглощение углекислого газа от человеческой деятельности и испарительное охлаждение.

Изменение климата вносит коррективы в доступность энергии и воды для растений. В то время как доступность энергии последовательно растет по всему миру вследствие глобального потепления, будущие тенденции в региональной доступности воды более неопределенны.

В новом исследовании, опубликованном в Nature Climate Change, группа ученых из Германии, Нидерландов и Австралии изучила, как эти одновременные изменения влияют на функционирование растительности по всему земному шару. Для этого они проанализировали прогнозные климатические симуляции нескольких современных моделей земной системы, охватывающих период с 1980 по 2100 год, и рассчитали изменения в энергетическом и водном ограничении глобальной растительности. "Мы обнаружили, что экосистемы по всему миру становятся более "жаждущими", поскольку они все больше ограничиваются водой", — говорит доктор Джаспер Денниссен, ведущий автор исследования.

Здоровой растительности необходима достаточная энергия от солнечной радиации и вода из почв. Это позволяет ей осуществлять фотосинтез, расти и обеспечивать испарительное охлаждение. Во время фотосинтеза крошечные устьица на поверхности листьев открываются, чтобы поглотить углекислый газ (CO₂) из атмосферы. Одновременно вода из листьев испаряется через устьица, создавая охлаждающий эффект, особенно важный во время волн жары, который может смягчать экстремально высокие температуры и связанный с ними тепловой стресс.

Усиление зависимости от воды будет происходить по-разному. Она возрастает не только в уже засушливых экосистемах, но и во многих регионах, где экосистемы ранее были ограничены энергией, теперь они переходят в состояние водного ограничения. Согласно исследованию, к 2100 году дополнительно 6 млн км² суши станут вододефицитными по сравнению с 1980 годом. Этот эффект проявляется не только в пространстве, но и во времени: продолжительность периода водного ограничения увеличится на целых два месяца в году почти на половине изучаемой территории.

"Эти сдвиги в водном ограничении растительности в пространстве и времени приводят к тому, что растительность испытывает жажду на более обширных территориях и в течение более длительных периодов", — отмечает доктор Рене Орт, соавтор исследования. Это может повлиять на функционирование растительности и, как следствие, на качество и количество предоставляемых ею услуг для общества, что подчеркивает необходимость понимания реакции экосистем на изменение климата для информирования о потенциальных адаптациях в сельском и лесном хозяйстве.