Дело об умирающих осинах

За последние 10 лет гибель лесных деревьев из-за засухи и повышения температур была зафиксирована на всех континентах, кроме Антарктиды. Это, в свою очередь, может ускорить глобальное потепление, сокращая количество углекислого газа, поглощаемого деревьями из атмосферы, и высвобождая углерод, запасенный в их древесине. Новое исследование под руководством сотрудника Института Карнеги и аспиранта Стэнфордского университета Уильяма Андрегга предоставляет доказательства физиологического механизма, регулирующего гибель деревьев во время засухи. Работа опубликована на неделе 12 декабря в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ученые выдвигали две конкурирующие теории о том, как лесные деревья умирают во время засухи. Одна гипотеза предполагала, что деревья гибнут от голода из-за снижения фотосинтетической активности. Другая — что система транспортировки воды внутри дерева получает необратимые повреждения из-за стресса от засухи. Не зная, какая теория верна, исследователям было сложно строить модели и делать прогнозы о более широком влиянии гибели лесов, вызванной засухой.

Команда сосредоточила усилия на изучении климатически обусловленного вымирания осины дрожащей (Populus tremuloides) в Северной Америке. Исследователи напрямую изучили влияние как углеродного голодания, так и стресса водного транспорта на текущую гибель лесов. Массовое вымирание осин, называемое «внезапным упадком осины» (Sudden Aspen Decline, SAD), началось после сильных засух между 2000 и 2004 годами и затронуло около 17% осиновых лесов в Колорадо, а также в некоторых частях западных США и Канады.

«Наше исследование дает снимок того, что будущие засухи могут означать для символического дерева американского Запада. Наши результаты указывают, что нарушенная способность транспортировать воду из-за повреждений от засухи играет важную роль в недавней гибели осин», — сказал Уильям Андрегг.

Команда не обнаружила доказательств значительного снижения запасов углерода у пораженных SAD осин. Это подрывает теорию голодания, хотя возможно, что углеродное голодание произошло и уже было компенсировано. Напротив, они обнаружили заметную потерю функции в системах транспортировки воды деревьев, особенно в корнях. Пораженные SAD деревья показали потерю гидравлической проводимости примерно на 70%. Горшечные деревья, подвергшиеся засухе продолжительностью в одно лето, продемонстрировали значительную гибель корней.

Работа команды послужит руководством для ученых, стремящихся строить модели и прогнозы гибели лесов в результате изменения климата.