Новый метод моделирования глобального движения воды растениями

Исследователи из Университета Коннектикута, Эдинбургского университета и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре разработали метод, позволяющий обойти необходимость сбора данных для более чем 55 000 видов деревьев, чтобы точнее учесть влияние растений на круговорот воды на планете. Их результаты опубликованы в журнале Scientific Data.

Растения играют ключевую роль в глобальном гидрологическом цикле: по оценкам, около 60% всех осадков возвращается в атмосферу через транспирацию. Однако современные модели земных систем (Earth system models, ESMs) упрощенно представляют растительность, объединяя все растения в регионе в единую категорию — тип растительности (Plant Functional Type, PFT). Это ограничивает точность прогнозов, поскольку разные виды сильно различаются по гидрологическим признакам (например, по глубине корней или скорости движения воды). Существующие базы данных, такие как TRY Plant Trait Database, содержат информацию лишь для 5 000–15 000 видов, что составляет 5–10% от общего разнообразия деревьев.

«Мы не можем просто ждать, пока полевые исследователи заполнят глобальную базу данных — на это уйдут тысячелетия, а изменения климата происходят уже сейчас», — отмечает профессор Джеймс Найтон. Ученые использовали машинное обучение и филогенетический анализ, чтобы выявить закономерность: близкородственные виды имеют схожие значения ключевых признаков. Это позволило экстраполировать известные данные (высота дерева, глубина корней и др.) на 55 000 видов деревьев, создав первую в своем роде глобальную базу гидрологических признаков.

Полученные данные — это важная отправная точка для создания более детализированных климатических моделей. Следующим шагом станет проверка метода: исследователи сравнят смоделированные признаки с реальными данными, собранными на 10 лесных участках в США. В долгосрочной перспективе этот подход не только повысит точность прогнозов, но и поможет понять, какие факторы определяют разнообразие признаков у растений, играющих колоссальную роль в регулировании окружающей среды.