Отчет показывает, что гидравлический отказ, который представляет собой неспособность растения перемещать воду от корней к листьям, почти повсеместно присутствует, когда деревья умирают, в то время как углеродное голодание было способствующим фактором примерно в половине случаев.
«Засухи становятся все более частыми и сильными, а их воздействие на растения и людей становится все более интенсивным», - говорит соавтор исследования, доктор Мелани Цеппель из Центра Чарльза Перкинса Сиднейского университета.
"Открытие того, как засуха вызывает гибель деревьев, независимо от их типа, позволит нам делать более точные прогнозы воздействия засух на леса в региональном масштабе."
В последние годы на юго-востоке Австралии наблюдались драматические последствия отмирания деревьев для водного и углеродного циклов, а также для интенсивности лесных пожаров и времени их возникновения, отметил д-р Цеппель.
Поскольку число жарких засух во всем мире увеличивается, ученые стремятся сделать более последовательные прогнозы того, что произойдет с растениями и растительностью в будущем.
Это важно для моделей, используемых для прогнозирования изменения климата, потому что растения поглощают большую часть углекислого газа, который люди выбрасывают в атмосферу.
Поэтому последствия гибели и отмирания деревьев, наблюдаемые во всем мире в последние десятилетия, могут повлиять на скорость изменения климата.
«Существующие глобальные модели растительности с трудом дают последовательные и точные оценки поглощения углекислого газа растениями, и их прогнозы сильно различаются в зависимости от используемых ими предположений о том, как растения реагируют на климат», - говорит д-р Цеппель.
"Деревья и леса особенно важны, потому что они поглощают и хранят много углекислого газа, а также иным образом влияют на окружающую среду."
«Понимание засухи имеет решающее значение для управления лесами нашей страны», - говорит Лина Патино, руководитель отдела отдела наук о Земле Национального научного фонда, который финансировал исследование.
"Это исследование поможет нам более точно предсказать, как разные виды растений реагируют на различные типы стресса окружающей среды, такие как засуха, повреждения насекомыми или болезни."
Ведущий автор статьи, доктор Генри Адамс из Университета штата Оклахома, объясняет, что 99 процентов воды, проходящей через дерево, используется для того, чтобы устьица оставались открытыми, поры, которые пропускают углекислый газ, позволяя ему осуществлять фотосинтез.
Деревья реагируют на стресс от засухи, закрывая те поры, которые пропускают углекислый газ. В этот момент им нужно полагаться на запасы сахара и крахмала, чтобы выжить, и они могут умереть от углеродного голодания, если они закончатся до окончания засухи.
С другой стороны, если дерево теряет слишком много воды слишком быстро, образуется воздушный пузырь (эмболия), и дерево выходит из строя, оно не может транспортировать воду от корней к листьям, что становится смертельным, поскольку все дерево высыхает.
Адамс и его коллеги увидели, что во многих случаях как углеродное голодание, так и гидравлический отказ происходили, когда деревья умирали.
Это имеет смысл, потому что накопленные сахара и крахмалы, которые могут быть уменьшены при углеродном голодании, также важны для предотвращения гидравлического отказа. Когда они превращаются в сахар, они могут действовать как «осмопротекторы», повышая способность дерева удерживать воду.
«Это похоже на антифриз в машине, который предохраняет двигатель от перегрева», - говорит Адамс.