Изображение или реальность? Исследование листьев требует фотографий и лабораторного анализа

Автоматическая дистанционная фотосъёмка — удобный инструмент для отслеживания функций листьев и лесных исследований. Однако новое исследование показывает, что фотографии точно фиксируют сроки появления красных пигментов осенью, но не так хорошо отражают динамику зелёного цвета весной и летом.

Цифровые фотографии могут давать неполную картину о реакции лесов на изменение климата. Учёные из Университета Брауна и Морской биологической лаборатории установили, что пик зелёности леса на снимках не всегда соответствует прямым измерениям пикового содержания хлорофилла в листьях — индикатора фотосинтеза. Исследование, сосредоточенное на лесу на Мартас-Винъярд (Массачусетс), имеет важные последствия для использования цифровых фотографий в изучении лесных крон.

Весной и летом 2011 года камера на 50-футовой вышке над лесом делала ежечасные снимки, а исследователи еженедельно отбирали образцы листьев для лабораторного анализа. Цветовой анализ фотографий показал, что пик зелёности пришёлся примерно на 9 июня. Однако лабораторные тесты выявили, что уровень хлорофилла достиг максимума на 20 дней позже.

Это расхождение особенно значимо для изучения роли лесов в регуляции углекислого газа (CO₂) в атмосфере. Растения поглощают CO₂ в процессе фотосинтеза, и поглощение достигает пика вместе с фотосинтезом. Неверное определение сроков этого пика может привести к значительным ошибкам в оценках поглощения углерода.

С другой стороны, камеры хорошо зафиксировали осенний пик сенесценции — увеличения красных пигментов. Данные по пиковой красноте с камер совпали с лабораторными измерениями. Это важно как для науки, так и, например, для туристического бизнеса. Кроме того, наземные фотоснимки хорошо коррелировали с цветовыми данными спутников, наблюдавших тот же лес, что подтверждает ценность камер для валидации спутниковых наблюдений.

«Это действительно захватывающе, потому что теперь мы можем взять простой показатель цвета, количественно связать его с сезонной активностью растений и в конечном итоге связать это со спутниковыми наблюдениями», — отметил профессор геологических наук Университета Брауна Джек Мастард.

Таким образом, камеры останутся важным инструментом в климатических и лесных исследованиях, но к их данным, особенно касающимся весенней динамики, следует относиться с осторожностью.