Неумолимое наступление глобального потепления подталкивает пышные тропические кроны к температурам, которые могут сделать их неспособными использовать солнечный свет и CO2 для производства энергии. Эта ситуация потенциально может привести к катастрофическому коллапсу, если температурные тенденции сохранятся, предупреждается в исследовании, опубликованном в журнале Nature.
По данным ученых, незначительная часть листьев верхнего покрова уже преодолела этот порог, столкнувшись с температурой, превышающей 47 градусов по Цельсию, что привело к остановке фотосинтеза – процесса поддержания жизнедеятельности этих жизненно важных растений.
В настоящее время такие экстремальные температуры влияют только на 0,01% времени роста листьев верхнего покрова, однако авторы исследования подчеркивают быстрое усиление последствий из-за тенденции листьев нагреваться быстрее, чем окружающий воздух.
– Вы нагреваете воздух на два-три градуса, а фактическая верхняя температура этих листьев повышается на восемь градусов, — отметил ведущий автор исследования из Университета Северной Аризоны Кристофер Даут.
Даути далее пояснил, что если средняя температура поверхности тропических лесов повысится на 4 градуса по Цельсию по сравнению с текущими уровнями – широко признанный наихудший сценарий, – то результатом потенциально может стать массовая гибель листьев.
Таким образом, исследование предсказывает вероятность отмирания листьев как критического фактора в часто обсуждаемом “переломном моменте”, когда тропические леса смещаются из-за изменения климата и обезлесения, превращаясь в ландшафты, напоминающие саванны.
Прогнозируемые результаты свидетельствуют о том, что если температура воздуха продолжит повышаться со скоростью 0,03% по Цельсию в год, разрушение растительного покрова может стать реальностью чуть более чем через столетие.
Выводы исследования были получены на основе данных, собранных спутником НАСА ECOSTRESS, специально разработанным для измерения температуры растений, а также данных, подтвержденных наземными наблюдениями, включая данные с датчиков, прикрепленных к отдельным листьям.
Исследователи предупреждают о сохраняющейся неопределенности в отношении всестороннего воздействия высоких температур листьев на всю лесную экосистему.
Соавтор Грегори Голдсмит из Университета Чепмена отметил, что тонкости того, как жара, засуха, доступность воды и температура взаимодействуют и влияют на общее состояние деревьев, остаются довольно сложными.
Хотя полное отмирание листьев не обязательно влечет за собой полную гибель деревьев, критический температурный порог для выживания листьев может варьироваться у разных видов в зависимости от таких факторов, как размер листьев, толщина и ширина кроны.
Тем не менее, признаки беспокойства уже появились. В Амазонии, где температура выше, чем в других тропических лесах, за последние десятилетия резко возрос уровень отмирания деревьев.
– В настоящее время в Амазонии наблюдается более высокий уровень смертности, чем в Центральной Африке, и это, возможно, связано с высокими температурами, которые мы там наблюдали, — рассказал Даути.
Кроме того, пагубное воздействие обезлесения привело к усилению фрагментации лесов, способствуя более теплым условиям в оставшихся районах.
Тропические биомы охватывают 45% мировых лесов и вносят значительный вклад в поглощение антропогенных выбросов углекислого газа. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), они также являются домом для более чем половины растительного разнообразия планеты, где произрастает около 40 000 разнообразных видов деревьев.
По словам старшего автора Джошуа Фишера из Университета Чепмена, возникновение перегрева листьев при нынешних температурах выступает в качестве критического показателя. Это подчеркивает настоятельную необходимость выявления и решения этих проблем до того, как они перерастут в широкомасштабные кризисы, что позволит обществу принять коллективные меры.
Эксперты, не участвовавшие в исследовании, отмечают, что это исследование подчеркивает тот факт, что приспособляемость природы к изменению климата не безгранична. Лесли Мабон, преподаватель экологических систем в Открытом университете, отметила, что, хотя растительность поглощает выбросы и оказывает охлаждающий эффект, эффективное смягчение последствий изменения климата наряду с сохранением природы имеет важное значение для предотвращения потенциальных разрушений экосистем из-за более высоких температур.