Эксперимент в «Биосфере-2» показывает, как быстро жара может убить деревья, страдающие от засухи
Массовая гибель сосны съедобной (Pinus edulis) на юго-западе США во время будущих засух будет происходить как минимум в пять раз быстрее, если климат потеплеет на 4 °C. Это произойдет даже в том случае, если будущие засухи будут не сильнее, чем засухи прошлого века. К такому выводу пришли ученые в ходе экспериментов в лаборатории «Биосфера-2» Университета Аризоны.
Это первое исследование, которое изолировало влияние только температуры на гибель деревьев во время засухи. Обычно температурный эффект смешивается с влиянием различных погодных условий, атак короедов и других вредителей. Количественная информация о том, насколько чувствительны страдающие от засухи деревья к более высоким температурам, критически важна для прогнозирования резких, внезапных и широкомасштабных случаев гибели лесов.
В ходе эксперимента засуха убила деревья при более высокой температуре на 28% быстрее, чем при более низкой. Экстраполировав этот температурный эффект на 100-летнюю историческую запись засух в регионе, исследователи обнаружили, что массовая гибель сосны съедобной, согласно прогнозам, будет происходить в пять раз чаще из-за одного лишь повышения температуры, без учета прогнозов об усилении засух, атак насекомых или других последствий изменения климата.
«Что было действительно поразительно, так это то, что все деревья в более теплой исследовательской зоне погибли первыми», — сказал Генри Адамс, руководивший экспериментом. — Результаты говорят о том, что если климат теплее, то для гибели деревьев требуется более короткая засуха. А в исторических записях гораздо больше коротких засух, чем длительных».
«Эксперимент в "Биосфере-2" — это критически важный следующий шаг к пониманию того, как глобальное изменение климата может вызвать крупномасштабные изменения растительности в драматически короткие сроки», — отметил профессор Дэвид Д. Бреширз, участвовавший в эксперименте. Исследование также подтвердило основной механизм, вызывающий гибель деревьев при засухе: углеродное голодание. Когда деревья закрывают устьица, чтобы предотвратить потерю воды, они также перекрывают себе доступ к атмосферному CO₂. Когда запасенный углерод истощается, деревья погибают.
«Исследование Генри говорит о том, что у нас будет в пять раз больше случаев гибели деревьев, чем было на протяжении 1900-х годов, если температура станет выше на 4 °C», — сказал Бреширз. — Это сверхконсервативная оценка, потому что результат связан только с температурой, а не с усилением засухи или нашествием короедов, которые, как мы знаем, усугубят проблему».
Исследование под названием «Чувствительность к температуре гибели деревьев, вызванной засухой, предвещает увеличение региональной гибели при засухе типа глобального изменения» опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).