Влажные тропические леса играют решающую роль в регулировании глобальной климатической системы - они представляют собой крупнейший на Земле поглотитель CO2. Из-за своего обширного географического пространства и круглогодичной продуктивности Амазонка играет ключевую роль в глобальных углеродных и гидрологических циклах. Изменение климата может угрожать судьбе тропических лесов, но существует большая неопределенность в отношении будущей способности тропических лесов удерживать углерод. Хотя в последние годы в бассейне Амазонки произошли сильные засухи, вызвавшие массовую гибель деревьев и влияющие на способность лесов накапливать углерод, факторы чувствительности тропических лесов к засухе плохо изучены.
Новое исследование, проведенное под руководством Пьера Жентина, доцента инженеров Земли и окружающей среды в Columbia Engineering, показывает, что фотосинтез в высоких амазонских лесах высотой более 30 м в три раза менее чувствителен к изменчивости осадков, чем в более коротких лесах с меньшей высотой. чем 20м. Также было обнаружено, что более высокие амазонские леса старше, имеют больше биомассы и более глубокие корневые системы, которые позволяют им получать доступ к более глубокой почвенной влаге, что делает их более устойчивыми к засухе. Статья была опубликована 28 мая на сайте Nature Geoscience.
«Наши результаты показывают, что высота и возраст леса являются важным регулятором фотосинтеза в ответ на засуху», - говорит Гентин, который также является членом Института Земли и Института науки о данных. «Хотя более старые и высокие деревья проявляют меньшую чувствительность к колебаниям осадков (засухе), они более восприимчивы к колебаниям атмосферного тепла и засушливости, которые существенно возрастут с изменением климата. Наше исследование показывает, что леса Амазонки неравномерно реагируют на изменчивость климата и засуху, и освещает градиент реакций, наблюдаемых в амазонских лесах, на нехватку воды, засухи, изменения в землепользовании/почвенном покрове и изменение климата».
Изменение климата меняет динамику, структуру и функцию Амазонки. Хотя климатические факторы, контролирующие пространственные и временные вариации фотосинтеза в лесах, хорошо изучены, влияние высоты и возраста леса (например, в результате обезлесения) на этот контролирующий эффект редко рассматривалось. Гентин использовал дистанционные наблюдения за индуцированной солнцем флуоресценцией (показатель фотосинтеза), осадками, дефицитом давления пара и высотой полога вместе с оценками возраста леса и надземной биомассы. Его группа применила статистические методы, чтобы оценить, как возраст и высота могут повлиять на чувствительность леса к засухе.
Наблюдения Гентина с помощью дистанционного зондирования показали, что высокие и старые леса менее чувствительны к засухе, но более чувствительны к жаре и атмосферной сухости. Этот вывод имеет значение для способности молодых и старых лесов выдерживать или не выдерживать будущие засухи. Например, вырубка лесов может увеличить уязвимость лесов к засухе, поскольку лес становится моложе и, следовательно, более чувствительным к засухе.
«Наше исследование ясно показывает, что высота и возраст леса напрямую влияют на углеродный цикл в Амазонке», - говорит Гентине. «Это особенно важно, учитывая важность тропических лесов Амазонки для глобального углеродного цикла и климата».