Повышение уровня углекислого газа делает растения мира более экономными в использовании воды

Новое исследование показывает, что наземные растения поглощают из атмосферы на 17% больше углекислого газа сейчас, чем 30 лет назад. При этом растительность практически не использует для этого дополнительной воды, что свидетельствует о более эффективном использовании воды растениями в условиях глобальных изменений.

Вода — самый ценный ресурс для роста растений, и исследование указывает на то, что растительность становится гораздо лучше в её использовании в мире с растущим уровнем CO₂. Соотношение поглощения углерода к потере воды экосистемами называют «эффективностью использования воды», и это одна из важнейших переменных при их изучении. Подтверждение глобальной тенденции к росту этой эффективности — редкая хорошая новость в контексте последствий глобальных изменений окружающей среды. Это укрепит жизненно важную роль растений как глобальных поглотителей углерода, улучшит производство продуктов питания и может повысить доступность воды.

Усиление поглощения углерода

Растения в условиях более высокого содержания CO₂ могут поглощать больше углерода — так называемый эффект удобрения CO₂. Это основная причина, по которой наземная биосфера поглотила на 17% больше углерода за последние 30 лет. Усиленное поглощение углерода согласуется с наблюдаемым спутниками трендом глобального озеленения и растущим глобальным наземным стоком углерода, который удаляет около трети всех антропогенных выбросов CO₂.

Одно из адаптационных решений растений — слегка закрывать устьица, чтобы впускать CO₂ с меньшей потерей воды. При повышении атмосферной концентрации CO₂ общий результат заключается в увеличении поглощения CO₂ без роста потребления воды. Именно это в глобальном масштабе и показало новое исследование. Повышение уровня CO₂ делает растения мира более экономными в использовании воды почти повсеместно.

Очаги роста

Исследователи использовали комбинацию измерений водных потоков на уровне участков, атмосферных измерений и спутниковых наблюдений за свойствами листьев, чтобы разработать и протестировать новую модель эффективности использования воды. Модель позволила масштабировать данные с уровня листа до всего земного шара.

Было обнаружено, что по всему миру бореальные и тропические леса особенно хорошо увеличивают эффективность использования воды экосистемами и поглощение CO₂. Это во многом связано с эффектом удобрения CO₂ и увеличением общей площади листовой поверхности. Оба типа лесов критически важны для ограничения роста уровня атмосферного CO₂.

В то же время для полузасушливых экосистем мира повышенная экономия воды имеет большое значение. Например, экосистемы Австралии увеличивают поглощение углерода, особенно в северных саваннах. Этот тренд, возможно, не был бы возможен без роста эффективности использования воды экосистемами.

Не все так хорошо

Эти тенденции в основном будут иметь положительные последствия для растений и потребляющих их животных (и людей). Однако, несмотря на них, дефицит воды по-прежнему будет сдерживать поглотители углерода, производство продовольствия и социально-экономическое развитие.

Некоторые исследования предполагали, что экономия воды может также привести к увеличению стока и, следовательно, доступности воды. Однако для засушливой Австралии более половины (64%) осадков, возвращающихся в атмосферу, проходит не через растительность, а через прямое испарение с почвы. Это снижает потенциальную пользу от повышения эффективности использования воды растительностью. Фактически, недавнее исследование показывает, что, хотя полузасушливые регионы Австралии и зеленеют, они также потребляют больше воды, что приводит к снижению речного стока на 24-28%.

Исследование подтверждает, что растения по всему миру, вероятно, выиграют от этой повышенной экономии воды. Однако вопрос о том, приведет ли это к большей доступности воды для природоохранных целей или потребления человеком, гораздо менее ясен и, вероятно, будет сильно различаться от региона к региону.