Тропические деревья по-разному реагируют на засуху в зависимости от их возраста, согласно новому исследованию, проведенному ученым с докторской степенью из Университета Вайоминга.
Марио Бретфельд, работающий в лаборатории кафедры ботаники Университета Вашингтона профессор Брент Эверс, является ведущим автором статьи, опубликованной сегодня (понедельник) в журнале New Phytologist, одном из ведущих журналов в области растения регулируют круговорот воды. Исследование проводилось в сотрудничестве со Смитсоновским институтом тропических исследований (STRI).
«Документ дает очень интересные сведения о том, как возраст леса взаимодействует с засухой, чтобы определить, сколько воды производится тропическими лесами», - говорит Эверс.«Эта работа имеет значение для работы Панамского канала, а также дает фундаментальное представление о том, как леса контролируют круговорот воды».
Исследовательская группа сравнила реакцию на засуху на 8-, 25- и 80-летних лесных участках в рамках проекта Agua Salud, эксперимента по землепользованию на площади 700 гектаров в сотрудничестве с Управлением Панамского канала, Министерством финансов Панамы. Окружающая среда и другие партнеры. Команда измерила потребление воды 76 деревьями, представляющими более 40 различных видов, в лесах разного возраста в водоразделе Панамского канала во время особенно продолжительной засухи, вызванной Эль-Ниньо в 2015 и 2016 годах.
Информация, полученная в результате исследования, имеет решающее значение для понимания того, как тропические леса реагируют на сильные и частые засухи, предсказанные сценариями изменения климата, говорит Джефферсон Холл, штатный научный сотрудник STRI. Он отмечает, что в глобальном масштабе 2016 год был самым теплым с момента начала сбора климатических данных.
«Засухи могут быть очень тяжелыми для тропических лесов», - говорит Холл. «Слишком много тепла, низкая влажность и недостаток воды могут резко повлиять на то, какие деревья выживут. Мы обнаружили, что возраст леса имеет значение».
Вода движется из почвы в корни, через стебли и ветки в листья деревьев, где часть ее используется для фотосинтеза. Большая часть этой воды выбрасывается в атмосферу - процесс, называемый транспирацией. Транспирация, или использование воды растениями, может быть измерена с помощью датчиков потока сока в стебле.
"Транпирация регулируется внешними факторами - например, насколько сухая атмосфера и сколько воды доступно в почве - а также внутренними факторами, такими как различия в структуре и функциях древесины и листьев, - говорит Бретфельд. «Наши результаты показывают, что факторы, наиболее важные для регулирования транспирации в молодых лесах, связаны с их способностью получать доступ к воде в почве, тогда как на старые леса больше влияют атмосферные условия."
Во время рекордной засухи потребление воды значительно увеличилось в самых старых лесах, чьи обширные корневые системы снабжали деревья водой из глубоких слоев почвы и позволяли поддерживать транспирацию в обычно солнечные и жаркие дни. Деревья в более молодых лесах страдали от нехватки воды, вероятно, потому, что их более мелкие корневые системы не могли получить доступ к воде, хранящейся глубже в земле. В ответ деревья в более молодых лесах регулировали количество воды, которую они использовали в засушливый период.
"Все деревья не созданы равными. Их вид и возраст имеют значение. Мы работаем над разработкой методов, которые мы называем "умным лесовосстановлением", принимая решения о том, какие породы деревьев посадить для достижения различных целей землепользования, - говорит Холл. «Это исследование является прекрасным примером связи между фундаментальной и прикладной наукой, потому что оно подчеркивает необходимость учитывать засухоустойчивость при восстановлении лесов на влажных, но подверженных засухе территориях».