Экстремальная засуха воздействует на растения в условиях будущих изменений климата, как отмечается в статье, опубликованной сегодня в журнале Nature Climate Change. Анализ показывает, что не только засухи станут более частыми в будущем климате, но и больше таких явлений будут экстремальными, что приведет к сокращению производства растений, необходимого для населения людей и животных.
Несмотря на то, что во многих случаях растения могут извлечь выгоду из повышенного уровня углекислого газа, который прогнозируется для атмосферы будущего, воздействие сильной засухи на уничтожение этих растений будет экстремальным, особенно в бассейне Амазонки, Южная Африка. Средиземноморье, Австралия и юго-запад США», - сказал ведущий автор исследования Чонганг Сюй из Лос-Аламосской национальной лаборатории. Будущие засухи обычно связаны с низкой влажностью, малым количеством осадков, высокой температурой и изменениями в углероде, выделяемом в результате пожаров.
Частота экстремальных засух (определяемых низкой доступной растениям почвенной влаги) в год, по прогнозам, увеличится в ~3,8 раза при сценарии с высокими выбросами парниковых газов и в ~3,1 раза при промежуточном сценарии. сценарий выбросов парниковых газов в 2075-2099 гг. по сравнению с историческим периодом 1850-1999 гг.
Засуха уже является наиболее распространенным фактором, влияющим на продуктивность растений посредством прямого физиологического воздействия, такого как ограничение воды и тепловой стресс. Но косвенно это также может иметь разрушительный эффект за счет увеличения частоты и интенсивности нарушений, таких как пожары и нашествия насекомых, которые выбрасывают большое количество углерода обратно в атмосферу..
Растения фиксируют углекислый газ в экосистеме посредством фотосинтеза, и этот процесс играет ключевую роль в чистом углеродном балансе земной биосферы, который способствует регулированию атмосферного углекислого газа. И хотя более высокие концентрации углекислого газа в ближайшие десятилетия могут помочь увеличить урожайность растений, сочетание низкой доступности почвенной влаги, теплового стресса и нарушений, связанных с засухой, может свести на нет преимущества такого удобрения.
«Будущее растениеводства при повышенном уровне углекислого газа остается весьма неопределенным, несмотря на наши знания о влиянии углекислого газа на продуктивность растений», - сказал Сюй.
Исследовательская группа проанализировала результаты 13 моделей системы Земли (ESM), и результаты показывают, что из-за резкого увеличения частоты экстремальных засух масштабы усредненного глобального сокращения производства растений будут почти утроены. на последнюю четверть этого века по сравнению с историческим периодом исследования (1850-1999 гг.).
Для растений, переживающих мягкую или умеренную засуху, ситуация не такая ужасная. Проблема в том, что чаще всего засухи будут экстремальными.«Наш анализ указывает на высокий риск увеличения воздействия экстремальных засух на глобальный углеродный цикл с потеплением атмосферы, - сказал Сюй, - в то же время этот риск засухи будет потенциально смягчен положительными аномалиями производства растений, связанными с благоприятными экологическими условиями». условия."