С апреля по август этого года в Швейцарии и Центральной Европе летний сезон был самым засушливым с 1864 года. Особенно от этой засухи, похоже, страдает лес: в этом году уже в августе деревья начали буреть. Текущее исследование, проведенное Базельским университетом, показывает, что местные лесные деревья справляются с засухой гораздо лучше, чем ожидалось ранее. Тем не менее, еще слишком рано делать все ясно, поскольку постоянно более теплый и сухой климат все еще может поставить под угрозу наши родные леса.
Деревья зависят от фотосинтеза, который производит сахар для их метаболизма. Для этого им приходится поглощать углекислый газ (CO2) через маленькие поры на своих листьях. При этом испаряется значительное количество воды, при этом взрослые буки теряют до 400 литров в день.
Эта вода должна ежедневно заменяться за счет поглощения воды из почвы. Затем вода транспортируется от корней к листьям по сосудам в стволе. Для транспортировки воды требуется низкое давление, которое создается за счет потери воды в листьях.
Высыхание или голодание
Когда почва высыхает, низкое давление в растениях еще больше снижается. Если она станет слишком низкой, дорожкам может быть нанесен значительный ущерб, так что вода больше не будет доходить до листьев, и дерево начнет сохнуть.
Деревья могут, однако, предотвратить высыхание, закрывая свои поры во время низкой доступности воды. Это уменьшает потерю воды и позволяет избежать экстремально низкого давления в проводящих путях.
Закрытие пор, однако, имеет свою цену, поскольку скорость фотосинтеза снижается с закрытыми порами. Если поры остаются закрытыми в течение длительного времени, дерево больше не может производить сахара и в конечном итоге рискует умереть от голода. Основываясь на этих принципах, считалось общепринятым, что деревья рискуют либо высохнуть, либо умереть от голода во время экстремальных засушливых периодов. Однако достоверных данных об этом важном явлении до сих пор не было.
Деревья хорошо подготовлены физиологически
Исследователи из Базельского университета теперь смогли показать, что наиболее важные местные виды деревьев на удивление хорошо подготовлены к экстремальной засухе. Их выводы основаны на трехлетнем исследовании, включая 2015 год, который также был отмечен чрезвычайно жарким и засушливым летом. Закрывая свои поры, они предотвращают повреждение своих проводящих путей и, таким образом, предотвращают риск высыхания. Исследователи не нашли доказательств того, что длительное закрытие пор приводит к сокращению запасов сахара в деревьях.
Основываясь на своих исследованиях, исследователи пришли к выводу, что деревья физиологически удивительно хорошо приспособлены к тому, чтобы пережить экстремальные засухи, как в 2015 году, благодаря эффективному закрытию пор и адекватному хранению сахара. Исходные данные о волне жары 2018 года подтверждают эти результаты.
Контролируемый биологический процесс
Но почему же лес желтеет уже в начале августа, если наши деревья хорошо защищены от засухи? «Преждевременное опадание листьев - еще одна мера безопасности для защиты деревьев от высыхания. Это контролируемый биологический процесс, который на данный момент не вызывает беспокойства», - заявил руководитель исследования профессор Ансгар Кахмен из Департамента наук об окружающей среде Базельского университета.
«Хотя коричневые листья больше не способны осуществлять фотосинтез, запасы сахара в это время года уже достаточно полны, поэтому дерево должно быть в состоянии пережить и зиму», - объясняет ученый-растениевод.
Однако крайне важно, чтобы листовые почки пережили засуху без повреждений. "Почки уже посажены, чтобы на следующий год пустить новые листья. Так ли это, мы сможем судить только следующей весной."
Рано говорить о полной чистоте
Несмотря на замечательную способность деревьев переживать период засухи, исследователи не дают полной ясности. Хотя наши деревья, очевидно, хорошо приспособлены для того, чтобы хорошо справляться с отдельными явлениями, такими как жаркое лето 2015 или 2018 годов, остается неясным, достаточно ли их механизмов безопасности, чтобы выдерживать постоянное усиление жары и засухи.
Исследователи также отмечают, что хотя деревья могут физиологически противостоять засухе в течение одного года, они могут стать ослабленными и, например, стать восприимчивыми к заражению насекомыми.