Процессы в растениях могут быть ключом к прогнозированию развития засух

Растения, как физические звенья между землей и атмосферой, играют важную роль в формировании погоды и климата Земли. Исследователи из Стэнфордского университета показали, как более детальное изучение внутренних процессов растений может помочь улучшить прогнозы моделей в отношении быстроразвивающихся засух. Эти явления, формирующиеся стремительно и истощающие запасы воды за считанные недели, связаны с изменениями в эвапотранспирации — процессе перемещения влаги растениями от корней в воздух.

Точный учет потерь воды на эвапотранспирацию критически важен для понимания воздействия на водные ресурсы и экосистемы. Проанализировав спутниковые данные об осадках и влажности в недрах, ученые рассчитали изменения эвапотранспирации во время засух по всему миру с 2003 по 2020 год. Исследование, опубликованное в Nature Climate Change 27 октября, раскрывает новые детали роли этого процесса. «Когда вода уже ограничена, эвапотранспирация продолжает ускорять ее потерю, что делает засуху более суровой за гораздо более короткий период», — пояснила ведущий автор работы Мэн Чжао.

Быстрое начало и усиление засух, как в случае с событием 2012 года на Центральных Великих равнинах, нанесшим ущерб в $30 млрд, угрожают уязвимым сообществам и производству продовольствия. Для улучшения моделей, по словам исследователей, необходимо учитывать скрытый элемент: как растения изменяют структуру и пути движения воды в почве вокруг своих корней. «Мы обнаружили, что ошибка модели, по-видимому, объясняется тем, как растения меняют расположение частиц в почве», — отметила старший автор Александра Конингс.

Текущие модели земной системы показывают увеличение эвапотранспирации во время засух примерно в 25% случаев, тогда как новая оценка исследователей указывает на 45%. Это недооценка особенно велика в относительно более сухом климате и регионах с низкой биомассой. Ученые связывают ошибки моделей с тем, что те не учитывают влияние корней на движение воды в почвах. Полученные результаты, основанные на спутниковых данных GRACE, указывают на необходимость улучшения представлений в моделях о влиянии влажности почвы, структуры грунта и особенностей растений. «Наша работа может помочь улучшить понимание этих регионов, которые уже испытывают дефицит воды», — заключила Мэн Чжао.