Ускоренный рост деревьев, вызванный потеплением климата, не обязательно приводит к увеличению накопления углерода, как предполагает международное исследование.
Команда ученых из Кембриджского университета обнаружила, что при повышении температуры деревья растут быстрее, но при этом умирают раньше. Когда эти быстрорастущие деревья умирают, углерод, который они хранят, возвращается в круговорот углерода.
Результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, имеют значение для динамики глобального углеродного цикла. Поскольку климат Земли продолжает нагреваться, рост деревьев будет продолжать ускоряться, но продолжительность хранения углерода деревьями, так называемое время пребывания углерода, будет уменьшаться.
Во время фотосинтеза деревья и другие растения поглощают углекислый газ из атмосферы и используют его для построения новых клеток. Долгоживущие деревья, такие как сосны с высокогорья и другие хвойные деревья, произрастающие в бореальных лесах высоких северных широт, могут хранить углерод в течение многих столетий.
«По мере того, как планета нагревается, это заставляет растения расти быстрее, поэтому считается, что посадка большего количества деревьев приведет к удалению большего количества углерода из атмосферы», - сказал профессор Ульф Бюнтген с факультета географии Кембриджа. ведущий автор. «Но это только половина истории. Другая половина, которую не рассматривали, заключается в том, что эти быстрорастущие деревья удерживают углерод в течение более коротких периодов времени».
Бюнтген использует информацию, содержащуюся в годичных кольцах деревьев, для изучения климатических условий в прошлом. Годичные кольца так же уникальны, как отпечатки пальцев: ширина, плотность и анатомия каждого годового кольца содержат информацию о том, каким был климат в этот конкретный год. Взяв образцы керна живых деревьев и образцы дисков мертвых деревьев, исследователи могут реконструировать, как климатическая система Земли вела себя в прошлом, и понять, как экосистемы реагировали и реагируют на колебания температуры.
Для текущего исследования Бюнтген и его сотрудники из Германии, Испании, Швейцарии и России взяли образцы более 1100 живых и мертвых горных сосен из испанских Пиренеев и 660 образцов сибирской лиственницы с российского Алтая: оба высокогорных лесные массивы, нетронутые на протяжении тысячелетий. Используя эти образцы, исследователи смогли реконструировать общую продолжительность жизни и темпы роста молодых деревьев, которые росли как в индустриальных, так и в доиндустриальных климатических условиях.
Исследователи обнаружили, что суровые холодные условия замедляют рост деревьев, но они также делают деревья сильнее, так что они могут дожить до глубокой старости. И наоборот, деревья, растущие быстрее в течение первых 25 лет, умирают гораздо раньше, чем их медленно растущие родственники. Эта отрицательная связь оставалась статистически значимой для образцов как с живых, так и с мертвых деревьев в обоих регионах.
Идея о времени пребывания углерода была впервые выдвинута соавтором Кристианом Кёрнером, почетным профессором Базельского университета, но впервые она была подтверждена данными.
Взаимосвязь между скоростью роста и продолжительностью жизни аналогична взаимосвязи между частотой сердечных сокращений и продолжительностью жизни, наблюдаемой в животном мире: животные с более высокой частотой сердечных сокращений, как правило, растут быстрее, но в среднем живут короче.
«Мы хотели проверить гипотезу «живи быстро, умри молодым» и обнаружили, что для деревьев в холодном климате она оказывается верной», - сказал Бюнтген. «Мы подвергаем сомнению некоторые давние предположения в этой области, которые имеют значение для крупномасштабной динамики углеродного цикла».