Исследование всех лесов северного полушария показало, что из-за глобального потепления вегетационный сезон в них стартует на 1,9±0,1 дня раньше весной и заканчивается на 2,6±0,1 дня раньше осенью, то есть постепенно сокращается. Это наблюдение позволит сделать более точными климатические модели, которые сейчас переоценивают способность умеренных и бореальных лесов к поглощению углерода из атмосферы. Такие выводы содержит исследование, результаты которого опубликованы в журнале Science.
Листья на деревьях созревают в начале вегетационного сезона и увядают в его конце, и сигналами для этих процессов служат температура воздуха и длина светового дня. Световой день в течение года меняется предсказуемо, а вот температура — не слишком, потому что потепление климата сдвигает сроки наступления сезонов и меняет их продолжительность. При этом на разных этапах жизни у растений меняется интенсивность фотосинтеза и способность ассимилировать атмосферный углерод. Каждый дополнительный день вегетации означает поглощение от 3 до 9,8 грамм углерода на квадратный метр леса, поэтому для построения максимально точных климатических моделей важно снизить неопределенность фенологии листьев в мировых лесах и установить четкие рамки для вегетационного сезона.
Ученые под руководством Константина Зонера (Constantin Zohner) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха оценили фенологические изменения листьев в лесах северного полушария в контексте изменения климата. Для этого они использовали данные спутниковых наблюдений по валовой первичной продуктивности и данные экспериментов по прямым измерениям газообмена на уровне листа.
Оказалось, что потепление (конкретно здесь — наступление дней с аномально высокими температурами) до и после летнего солнцестояние оказывает противоположное влияние на фенологию листа. На 84 процентах лесов северного полушария теплые весенние температуры запускают вегетацию в среднем на 1,9±0,1 дня раньше. Напротив, теплые осенние температуры ускоряют переход растений в фазу старения (когда хлорофилл в листьях разрушается и они меняют окраску) в среднем на 2,6±0,1 дня. На этом этапе фотосинтез прекращается, и растения перестают поглощать атмосферный углерод. Растянутый период старения приводит к постепенному сокращению эффективного вегетационного сезона.
Помимо фенологии на поглощение углерода растениями влияет и чистая температурная зависимость фотосинтеза. По прогнозам ученых, при сохранении текущих темпов антропогенных выбросов парниковых газов уже к середине XXI века способность экосистем суши поглощать углерод и нивелировать последствия климатических изменений упадет настолько, что могут превратиться в источники углеродных выбросов.