По оценкам учёных, небольшая часть листьев тропических деревьев уже преодолевает этот порог, и это число может возрасти при наихудших климатических моделях.
Листья в тропических лесах мира приближаются к критической температуре, при которой прекращается фотосинтез, а некоторые из них, вероятно, уже перешли этот порог, что вызывает тревогу за судьбу этих важнейших экосистем при самых пессимистичных прогнозах изменения климата под воздействием человека, сообщается в новом исследовании.
В тропических лесах обитает примерно половина всех известных видов живых существ на Земле, и они играют важнейшую роль в здоровье и стабильности глобального климата. Несмотря на то, что этот разнообразный биом известен своими мягкими температурами, при температуре выше 46,7°C листья тропических растений начинают отмирать, поскольку они больше не могут осуществлять фотосинтез - основной метаболический процесс преобразования солнечного света в энергию, который питает растения.
Учёные под руководством Кристофера Доути (Christopher Doughty), доцента кафедры экоинформатики Университета Северной Аризоны, обнаружили, что около 0,01% листьев в тропических лесах мира уже могут превышать эту критическую температуру в течение обычного года. Несмотря на то, что сейчас это число невелико, группа исследователей прогнозирует, что «тропические леса могут выдержать повышение температуры воздуха до 3,9 ± 0,5 °C, прежде чем наступит потенциальный переломный момент в метаболической функции», и этот результат находится в диапазоне «наихудших сценариев» климатических моделей, говорится в исследовании, опубликованном в среду в журнале Nature.
«Мы хотим понять, какая температура может быть у будущих тропических лесов, поскольку в них обитает большинство видов животных, а также потому, что тропические леса важны своими свойствами регулирования климата», - сказал Даути на пресс-брифинге в понедельник.
«Мы начали изучать температуру отдельных листьев, и то, что мы постоянно видели, и то, что постоянно всплывало в многочисленных наборах данных, - это "длинный хвост" на графике распределения, - продолжил он. - Это означает, что если посмотреть на группу листьев дерева, то среди них есть несколько, которые действительно приближаются к пороговым значениям».
Доути и его коллеги начали своё исследование с изучения экваториальных лесов из космоса с помощью датчика Ecosystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station (ECOSTRESS), который измеряет температуру растений с борта Международной космической станции с 2018 года.
Данные ECOSTRESS, а также последующие наземные измерения показали, что пик температуры в тропических лесах обычно приходится на 34°C, хотя в некоторых регионах она превышала 40°C. Поскольку температура отдельных листьев одного дерева варьируется в неожиданно больших пределах, исследователи подсчитали, что примерно десятая часть процента всех листьев в тропических лесах ежегодно переходит критический порог в 46,7°C, который является «точкой разрыва» фотосинтеза.
«Мы уже давно знаем, что при достижении листьями определённой температуры их механизм фотосинтеза разрушается», - сказал на пресс-брифинге Грегори Голдсмит, физиолог-эколог растений из Университета Чепмена, соавтор исследования. «Фактически, первые измерения этого явления были проведены более 150 лет назад, но данное исследование - это первое исследование, позволяющее установить, насколько близко к этим пределам могут находиться полога тропических лесов».
«С моей точки зрения, это исследование важно потому, что мы не так уж много знаем о причинах гибели деревьев, - продолжил он. - Мы знаем, что если дерево повалено бурей и потеряло корни, оно погибает. Мы знаем, что оно погибает при пожаре. Но мы гораздо меньше знаем о взаимосвязи жары, засухи, воды и температуры. Я думаю, что данное исследование поможет нам начать восполнять этот пробел».
По мере дальнейшего повышения глобальной температуры всё большее количество листьев тропических лесов будет выходить за пределы своих фотосинтетических возможностей, что приведёт к гибели растений. Хотя исследователи подчёркивают, что в их моделях много неопределённости, они предупреждают, что повышение глобальной температуры воздуха примерно на 3,9°C может привести к серьёзному фотосинтетическому коллапсу в тропических лесах. Такое увеличение находится в пределах диапазона климатических моделей, прогнозирующих будущее, в котором выбросы парниковых газов начнут снижаться только после 2080 года.
С одной стороны, страшно представить, что тропические леса могут достичь этой критической точки при любом климатическом сценарии; разрушение этого важнейшего биома будет иметь далеко идущие и катастрофические последствия для климата и биоразнообразия планеты. При этом Доути и его коллеги подчёркивают, что мы можем предотвратить эту катастрофу, быстро сократив потребление ископаемого топлива, которое является основной движущей силой антропогенного изменения климата.
«В наших силах решить судьбу этих важнейших вещей - углерода, воды и биоразнообразия», - предупреждают исследователи в своём исследовании. «Сочетание изменения климата и локальной вырубки лесов уже сейчас может привести к тому, что самые жаркие регионы тропических лесов приблизятся к критическому тепловому порогу или даже выйдут за его пределы».
«Таким образом, наши результаты позволяют предположить, что сочетание амбициозных целей по смягчению последствий изменения климата и сокращения вырубки лесов может гарантировать, что эти важные сферы углерода, воды и биоразнообразия останутся ниже термически критических порогов», - заключили они.
Источник новости: habr.com
