Исследователи определили климат «Златовласки» для использования растениями осадков: не слишком влажный и не слишком сухой.
Но эти ландшафты, вероятно, сократятся и станут менее продуктивными в будущем из-за изменения климата, сказал Стивен Гуд, гидролог из Университета штата Орегон и ведущий автор недавнего исследования, опубликованного в журнале Nature Ecology and Evolution.
Гуд возглавлял исследовательскую группу, которая использовала модели для определения оптимального количества осадков, чтобы растения были наиболее продуктивными в экосистемах.
«Мы обнаружили, что часть осадков, которые может использовать экосистема, является самой большой в промежуточных климатических условиях», - сказал Гуд, доцент Колледжа сельскохозяйственных наук ОГУ.«Из-за изменения климата мы видим, что влажные ландшафты становятся еще влажнее, а сухие ландшафты - еще суше. Экосистемы в обоих этих типах климата будут использовать меньше осадков для роста».
Исследование основано на измерении транспирации - процесса, при котором влага переносится через растения от корней к небольшим порам на нижней стороне листьев, где она превращается в пар и выбрасывается в атмосферу. По словам Гуда, транспирация - это, по сути, испарение воды с листьев растений.
"Когда вы думаете о воде как о ресурсе, транспирация - это общее количество воды, которое растение может использовать", - сказал Гуд. «Это та часть круговорота воды, которая больше всего связана с продуктивностью растений, экосистем и сельскохозяйственных систем. Если окружающая среда станет более экстремальной, растения станут менее продуктивными».
Джорджианна Мур, соавтор исследования и доцент кафедры экосистемных наук и управления Техасского университета A&M, сказала, что исследователи определили «мезический максимум» - середину кривой между двумя концами климатического спектра.
Фракция, которая возникает в климате в этом диапазоне, представляет собой баланс, при котором растения могут использовать немного больше влаги, чем обычно получают, что заставляет растения оптимизировать использование воды для полезного роста. Вы могли бы назвать это сладкое место», - сказала она.
Эта новая информация может помочь ученым определить, где оптимальная транспирация в данном климате и как различные методы управления могут изменить это, например, замена старых деревьев более молодыми деревьями или замена пастбищ пахотными угодьями.
Исследователи использовали данные из реальных ландшафтов, а также смоделировали результаты, используя новый математический подход. Модель показывает, как осадки распределяются между использованием воды растениями, испарением, стоком и улавливанием.
«Проекция очень точно соответствует тому, что наблюдалось на полевых станциях по всему миру», - сказал Мур. «Мы создали карту, основанную на модели, чтобы показать, какие части мира выпадут из кривой и больше не будут так эффективно использовать свои осадки для полезного роста."
Если эти экосистемы не будут орошаться или не будут иметь другой способ получения воды, можно ожидать, что их производство снизится, сказал Мур, который имеет докторскую степень в области наук об окружающей среде из OSU.
«Это будет мир, влажный становится еще влажнее, сухой становится еще суше», - сказала она. «Это может иметь серьезные последствия, поскольку это затронет леса, луга, саванны и пустыни. Теперь ученые могут использовать имеющуюся у нас модель, чтобы делать прогнозы о будущем этих растительных сообществ».
Исследование также было проведено в соавторстве с Диего Мираллесом из Гентского университета в Бельгии. Исследование финансировалось НАСА, Управлением науки Министерства энергетики США и Европейским исследовательским советом.