Что убило пациента? Определение причин гибели деревьев во время засух и волн тепла

Исследователи применяют передовые технологии визуализации, аналогичные используемым в больницах, чтобы определить, насколько уязвимы деревья к засухе и волнам тепла. Новый научный обзор, опубликованный в Nature, описывает прогресс в понимании вероятных рисков от засух и волн тепла, которые совместно приводят к гибели миллионов деревьев по всему миру с драматическими последствиями для окружающей среды.

Недавние условия засухи и волн тепла на севере Австралии привели к гибели более 7000 гектаров мангровых лесов. В Калифорнии продолжительная засуха погубила более 100 миллионов деревьев, что усиливает интенсивность лесных пожаров и влияет на красоту региона, туризм и здоровье экосистем. Мёртвые деревья не могут поглощать углерод из воздуха, а их огромное количество высвобождает большие объёмы накопленного углерода при горении или разложении, дополнительно усиливая эффект от роста концентрации CO₂.

В этом обзоре, подготовленном Институтом окружающей среды Хоксбери Университета Западного Сиднея и международной исследовательской группой, учёные используют передовые технологии, такие как магнитно-резонансная томография (МРТ), чтобы заглянуть внутрь живых деревьев и отследить, как усиливающееся обезвоживание приводит к прогрессирующему отмиранию листьев и ветвей, в конечном итоге делая дерево неспособным проводить воду через ствол. Ослабленные деревья становятся восприимчивыми к атакам насекомых и болезней, что может окончательно их погубить.

«Ожидается, что климатические изменения увеличат частоту и интенсивность засух, а сочетание жары и сухости вызывает сильный стресс даже у самых выносливых деревьев», — объясняет ведущий автор обзора доцент Брендан Чоат. Он отмечает, что неинвазивные методы, такие как МРТ, помогают определить порог обезвоживания, за которым дерево не выживает. Это позволяет создавать наборы данных для полевых исследований, чтобы определять, приближается ли дерево к «точке невозврата».

Деревья способны поднимать воду к верхним ветвям только при достаточной влажности почвы и сохранении целостности водного столба в стволе без пузырьков воздуха или разрывов. Экстремальная потребность в воде во время жары в сочетании с иссушением почвы может прервать этот поток, что приводит к гибели листьев, затем ветвей и всего дерева. «Знание пределов для отдельных видов деревьев позволяет нам лучше понять их уязвимость к гибели», — говорит доцент Чоат. Доступ к таким объектам, как Австралийский синхротрон, играет ключевую роль в сохранении окружающей среды и помогает быть на шаг впереди в условиях быстро меняющегося мирового климата.