Новые исследования показывают, что граница между тропическими лесами Южной Америки и саваннами зависит от глубины, на которой могут укореняться растения. Небольшая глубина укоренения способствует формированию саванн. Предыдущие исследования показали, что осадки и пожары опосредуют распространение тропических лесов и саванн. Исследование показывает, что необходимо учитывать подземные условия, чтобы понять распределение наземной растительности как в прошлом, так и перед лицом будущего изменения климата. Исследование ученых Центра исследования биоразнообразия и климата Зенкенберга и Университета Гёте основано на компьютерных моделях растительности и опубликовано в Journal of Biogeography.
Есть модели и есть реальность; а в некоторых случаях они просто не совпадают. Это то, что Лиам Ланган и его команда из Центра биоразнообразия и климата Зенкенберга обнаружили, изучая естественную границу между пышными амазонскими тропическими лесами и прилегающей саванной с редкими деревьями, известной как бразильский серрадо. Результаты моделирования компьютерных моделей и данные, полученные со спутника MODIS по этому району, не согласуются.
Почвы, похоже, лежат в основе проблемы. «То, что пожары и осадки опосредуют границы тропических лесов и биомов саванн, было установлено эмпирически и включено в модели», - говорит Ланган. Хотя известно, что глубина почвы оказывает влияние, она обычно не учитывается должным образом в компьютерных моделях растительности. Вместо этого в этих моделях обычно предполагается постоянная глубина почвы от двух до трех метров в глобальном масштабе.
Исследователи обнаружили, однако, что вероятность наблюдения тропического леса или саванны в данной точке региона Амазонас-Серрадо зависит от сложного взаимодействия осадков, огня и глубины укоренения деревьев. При осадках выше ок. 2500 мм в год, глубина, на которую могут укореняться деревья, слабо влияет на наблюдаемое состояние растительности и преобладание тропических лесов. Однако там, где количество осадков ниже 2500 мм в год, возможны как тропические леса, так и саванны.
Если деревья имеют доступ к большему объему почвы, это способствует увеличению количества лесной растительности, в то время как более мелкое укоренение, меньшее количество осадков и пожаров способствуют уменьшению лесистых зон с преобладанием травы. Все дело в наличии воды: доступ к более глубоким слоям почвы обычно увеличивает общее количество почвенной воды, доступной для растений, что, в свою очередь, способствует развитию тропических лесов с их вечнозелеными деревьями. Однако это не останавливается на достигнутом, эти взаимодействия также изменяют состав и разнообразие растительных сообществ», - объясняет руководитель исследовательской группы доктор Саймон Шайтер., Центр исследований биоразнообразия и климата Зенкенберга.
Эти знания позволяют ученым совершенствовать модели растительности и повышать их способность точно прогнозировать будущие изменения растительности в этих районах. Ланган: «Эта территория размером примерно с Европу. Тропические леса Амазонки - это горячая точка биоразнообразия и одно из крупнейших мировых хранилищ углерода. Предсказать, как растительность этой области может реагировать на меняющиеся условия, отнюдь не тривиально. Более точное моделирование того, как ограничения на Влияние укоренения растений на растительные образования поможет выяснить, как эта территория отреагирует на изменение климата».