Исследование швейцарских ученых показало: из-за глобального потепления деревья раньше начинают сбрасывать листву. О том, почему изменение климата привело не к удлинению лета, а наоборот, к раннему наступлению осени, сообщается в журнале Science.
До сих пор считалось, что повышение средних температур в результате изменения климата позволяет деревьям дольше сохранять листья, дольше осуществлять фотосинтез и, таким образом, использовать больше углекислого газа (CO2) из атмосферы. Но, как показывает недавнее исследование, способность лиственных деревьев накапливать углеродные соединения, которые дерево использует для роста, ограничена. Если дерево больше не использует CO2 и ему довольно запасов углеродных соединений, оно раньше сбрасывает листья, хотя температура и позволяет ему еще оставаться зеленым.
С помощью хлорофилла, зеленого пигмента, растения во время фотосинтеза преобразуют углекислый газ и воду в сахар и кислород. Таким образом, леса ежегодно улавливают многие миллионы тонн CO2 и тем самым компенсируют часть выбросов парниковых газов.
Наблюдения последних десятилетий показали, что в результате глобального потепления лето в Европе наступает раньше. Если эта тенденция сохранится, это будет означать, что деревья могут все больше и больше преобразовывать CO2 из атмосферы в углеродные соединения, потому что будет более длительная фаза их жизни и роста. По расчетам, каждый гектар леса, деревья которого позже сбросят листву, может преобразовать из атмосферы 98 кг дополнительного CO2.
Но так ли это на самом деле? Ответ на этот вопрос попыталась найти команда Деборы Зани из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH)
Исследователи оценили данные наблюдений за процессом опадания листвы у шести видов 434 226 деревьев в 3855 местах Центральной Европы с 1948 по 2015 год.
Кроме того, они провели собственные эксперименты, в которых испытывали деревья перепадами температур, концентраций CO2 и солнечным излучением в контролируемых условиях.
Результат показал: да, деревья могут дольше сохранять листья при более высоких температурах. Но этот эффект ограничен. После определенного момента деревьям больше не стоит продолжать фотосинтез, потому что их годовой потенциал роста исчерпан, а запасы углерода полны. И тогда они больше не нуждаются в листьях и сбрасывают их.
Высокая активность фотосинтеза в условиях ранней весны и долгого лета означает, что "сезонный цикл растений ускоряется, и это приведет к тому, что листья начнут стареть раньше". В одном из экспериментов ученые показали: деревья, находящиеся в тени и поэтому менее способные к фотосинтезу, сбрасывают листья в среднем на 8-13 дней позже, чем деревья того же вида, растущие на солнце. В целом те и другие преобразуют в течение года одинаковое количество CO2.
На основе своих выводов исследователи разработали модель, которая учитывает не только климатические условия, но также скорость фотосинтеза и ограниченные запасы углерода в деревьях. С помощью этой модели команда Зани определила время опадания листьев на 42% точнее, чем предыдущие модели.
В ранних моделях предполагалось, что к концу столетия осеннее опадание листьев начнется в среднем на две-три недели позже нынешнего. Однако модель команды Зани дает иные данные: по расчетам ученых, к концу века деревья начнут сбрасывать листву на три-шесть дней раньше сегодняшних сроков.
"Исследование показывает, что способность лесов накапливать углерод ограничена, но мы еще не полностью понимаем чем, - пишет Кристин Роллинсон из Центра науки о деревьях в Иллинойсе (США) в комментарии к исследованию, опубликованному в Science. - Деревья и леса остаются средством смягчения последствий изменения климата, но они не могут быть единственным средством реагирования на изменение климата. Чтобы уменьшить выбросы углерода, мало заниматься высадкой деревьев и уходом за ними. В первую очередь необходимо сокращение выбросов в атмосферу".