Когда растения больше не могут переносить жару, у нас проблемы

Sep 02, 2023

Свет сияет сквозь крону леса. Де Агостини, редакция/Getty/Grist

Эта история была первоначально опубликована Grist и воспроизведена здесь в рамках сотрудничества Climate Desk.

Во всем мире листья играют важнейшую роль в предотвращении наихудших последствий изменения климата. Их способность улавливать CO2 и соединять его с водой и солнечным светом для производства пищи и кислорода является важной частью поддержания жизни на Земле. Но согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature, в некоторых тропических лесах, в том числе в тропических лесах Амазонки, может стать слишком жарко, чтобы листья могли фотосинтезировать.

Тропические леса Амазонки когда-то были одним из самых мощных поглотителей углерода в мире, во многом благодаря уникальному густому древесному покрову. Но вырубка лесов постепенно разъедает их края, а засуха и пожар ограничили способность тропических лесов противостоять экстремальным температурам. Амазонка впервые стала чистым источником выбросов углерода в 2021 году. Тем не менее, Амазонка занимает площадь примерно в два раза больше Индии и является одной из самых биоразнообразных экосистем на Земле с более чем 3 миллионами видов флоры и фауны.

Все это может быть потеряно, если температура продолжит повышаться, потенциально превращая некогда пышные тропические леса в равнину, похожую на саванну. Согласно исследованию, фотосинтез тропических деревьев начинает прекращаться при температуре около 116 градусов по Фаренгейту. Помимо наблюдения за кроной с помощью исследовательских вышек и изображений с высоким разрешением с Международной космической станции, исследовательская группа нагревала листья, чтобы проверить эффекты. более высоких температур, определяя критический порог, при котором ферменты, необходимые для фотосинтеза, разрушаются. Данные собирались каждые несколько дней в лесах по всему миру.

«До сих пор мы действительно не знали, что это за число», — сказал Грегори Голдсмит, профессор биологии в Университете Чепмена, который работал над исследованием.

Хотя это не происходит мгновенно, длительные периоды жары усиливают нагрузку на листья и в конечном итоге убивают их. Если умирает достаточно листьев, дерево умирает вместе с ними. И если погибнет достаточно деревьев, погибнет и лес.

Но до сих пор этот переломный момент остается в основном теоретическим. Авторы обнаружили, что температура покрова в период с 2018 по 2020 год достигла пика в среднем около 93,2 градуса по Фаренгейту. В обычный год только около 0,01 процента листьев в верхних кронах превышают температуру, при которой фотосинтез начинает прекращаться. Глобальное повышение температуры, связанное с этими изменениями, составляет около 4 градусов по Цельсию, что в настоящее время соответствует прогнозам наихудшего сценария.

«Как группа, мы не считаем, что это наша судьба», — сказал Голдсмит. Хотя он и другие исследователи подчеркивали важность сокращения выбросов и заботы об экосистемах тропических лесов планеты.

Тем не менее, переломные моменты сложны, и, возможно, необходимо учитывать больше факторов, чем одна только жара. До сих пор неясно, как засуха и лесные пожары могут нанести ущерб тропическим лесам, хотя некоторые из них кажутся более уязвимыми, чем другие. тепловой стресс среди лесов Южной Америки, Центральной Африки, Мексиканского залива и Юго-Восточной Азии. Фрагментация, или разделение больших полос леса на более мелкие участки в результате вырубки и застройки, также является серьезным фактором стресса, главным образом потому, что, по словам Голдсмита, на опушках леса жарче и суше, чем внутри.

Исследователи говорят, что политическая стабильность в странах с тропическими лесами играет важную роль в обеспечении защиты лесов, что может иметь большое значение для повышения устойчивости лесов к катастрофическим последствиям. В июле этого года вырубка лесов в Амазонии сократилась на 66 процентов, достигнув шестилетнего минимума. Новый президент Бразилии Луис Инасиу Лула да Силва возглавил инициативы по противодействию вырубке лесов и незаконному скотоводству. Его администрация поставила цель полностью остановить вырубку лесов к 2030 году.

Джошуа Фишер, еще один исследователь, работавший над статьей в журнале Nature, сказал, что международное сотрудничество, которое было использовано в исследовании, вселило в него надежду на аналогичные результаты на политическом уровне.