Кольца деревьев рассказывают историю воды и изменения климата

Раскрывая секреты древесных колец, ученые создали глобальную базу данных об эффективности водопользования деревьев, которая, как они надеются, поможет улучшить прогнозирование осадков и управление водными ресурсами мира.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Climate Change, показывает, что деревья плохо адаптируются к растущим концентрациям углекислого газа - открытие, которое, по мнению ведущего исследователя из Австралийского технологического университета в Суинберне, «действительно удивительно».

Многочисленные громкие статьи сообщают, что эффективность использования воды возрастает с ростом уровня углекислого газа, и это стало широко признанным фактом.

Но новое исследование, впервые сопоставившее глобальные данные о стабильном изотопном составе углерода древесных колец, переворачивает это понятие с ног на голову.
Адамс объясняет, что изотопы углерода в виде трех колец деревьев напрямую связаны с эффективностью водопользования деревьев и поэтому жизненно важны для понимания прошлых климатических условий и прогнозирования будущих климатических условий во всем мире.

Тропические широты , которые охватывают участки Северной и Южной Америки, Африки, Азии и Австралии, являются важными регуляторами климата, особенно осадков, от испарения или транспирации растений.

Способность растений контролировать потери воды в атмосферу также влияет на то, сколько остается в почве и доступно для стока, хотя эффективность их использования воды варьируется.

В предыдущем исследовании дыхания листьев команда Адамса обнаружила, что бобовые деревья, такие как акации (Acacia spp.), которые производят семена в стручках, используют воду более эффективно, чем не бобовые.

В ходе последующих исследований с кольцами деревьев они обнаружили, что осадки играли важную роль в повышении эффективности водопользования в тропических лесах - более сухие леса акклиматизировались для повышения концентрации углекислого газа намного быстрее, чем влажные леса, что имеет важные последствия для моделирования климата.

«Этот поразительный результат действительно заставил нас смотреть дальше как на модельеров, которые предсказывают климат и погоду, так и на тех, кто предсказывает сток и сток, теперь регулярно включающие эффективность использования воды в свои модели», - говорит Адамс. «На самом деле, их модели гораздо менее точны без знания контролируемого растениями потока влаги в атмосферу».

Проанализировав 422 записи изотопов в виде древесных колец, насчитывающих более 150 лет, его команда обнаружила, что эффективность использования воды увеличилась больше всего в годы после Великой депрессии и Второй мировой войны - периодов с гораздо более медленным увеличением уровня углекислого газа.

С тех пор показатели значительно упали, говорит Адамс.

«После Второй мировой войны темпы роста эффективности водопользования замедлялись, практически без перерыва, так что к первому десятилетию нынешнего столетия почти не увеличивались».

Они также обнаружили, что деревья по-разному реагируют на повышенную концентрацию углекислого газа: цветущие деревья (покрытосеменные) замедлили свою реакцию намного больше, чем цветущие деревья (голосеменные), практически остановившись.
Это может измениться с текущей пандемией коронавируса, пишет журнал Cosmos.

«Если в результате снижения экономической активности в целом произойдет пауза в выбросах углекислого газа, - говорит Адамс, - то мы можем увидеть отскок в темпах изменения эффективности водопользования».