Спутниковые наблюдения показывают, как изменяющиеся режимы осадков влияют на посевы и леса

Новое исследование под руководством NASA показало, что то, как выпадают дожди в течение года, почти так же важно для растительности мира, как и их общее количество. Ученые, сообщившие об этом 11 декабря в журнале Nature, установили, что даже в годы с аналогичным общим количеством осадков растения чувствовали себя по-разному, если вода поступала более редкими, но интенсивными ливнями.

В засушливых регионах, таких как юго-запад США, растения чаще процветали в годы с менее частыми, но более концентрированными дождями. Во влажных экосистемах, например, в тропических лесах Центральной Америки, растительность, напротив, страдала, возможно, из-за неспособности переносить более длительные засушливые периоды. Исследование подчеркивает, что изменяющиеся режимы осадков, которые становятся более интенсивными с более длительными промежутками между ними по сравнению с прошлым веком, оказывают существенное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур и на способность растений поглощать углекислый газ из атмосферы.

«Вы можете представить это так: что будет с комнатным растением, если вы польете его полной лейкой в воскресенье, а не третью лейки в понедельник, среду и пятницу?» — говорит ведущий автор исследования, гидролог Эндрю Фельдман из Центра космических полетов имени Годдарда NASA. Масштабируя этот пример до размеров Кукурузного пояса США или тропического леса, можно понять последствия для глобального углеродного цикла.

Команда, включавшая исследователей из Министерства сельского хозяйства США и нескольких университетов, проанализировала два десятилетия полевых и спутниковых наблюдений. Они обнаружили, что растения на 42% покрытой растительностью суши Земли чувствительны к изменчивости ежедневных осадков. Более половины из них — включая сельхозугодья, луга и пустыни — лучше росли в годы с более редкими, но интенсивными дождями. В то же время широколиственные (например, дубовые, кленовые, буковые) и тропические леса в низких и средних широтах страдали, особенно в индо-тихоокеанских регионах, включая Филиппины и Индонезию. Статистически, ежедневная изменчивость осадков оказалась почти так же важна для роста растений в глобальном масштабе, как и их годовое количество.

Для оценки реакции растений ученые использовали данные нескольких миссий NASA, включая алгоритм IMERG для измерения осадков каждые 30 минут. Они анализировали «зеленость» (NDVI) и слабое красноватое свечение — солнечно-индуцированную флуоресценцию, которую растения испускают во время фотосинтеза и которую может зафиксировать спутник OCO-2. Это свечение является явным признаком активной жизнедеятельности растительности. По словам Фельдмана, более детальное понимание того, как растения реагируют на осадки день ото дня, поможет лучше оценить их критическую роль в глобальном углеродном цикле.