Биологи обнаружили, что изменение климата снижает способность деревьев поглощать СО2

В средних широтах золотая осень означает переход из лета в зиму. С уменьшением продолжительности дня и снижением среднесуточных температур начинается процесс, в результате которого в листву поступает меньшее количество питательных веществ. Листья окрашиваются в желтые и красные цвета и опадают.

Ученые давно заметили, что из-за изменения климата и увеличения теплого сезона жизненные циклы деревьев и листвы увеличиваются. Вегетационный период стал длиннее, весна приходит раньше, зимы становятся теплее. Но швейцарские ученые установили, что эти процессы не касаются листвы – напротив, листья отмирают быстрее.

Группа исследователей и биолог Дебора Зани из Технического университета Цюриха опубликовали результаты наблюдений в журнале Science. Согласно исследованию, деревья, которые дольше заняты фотосинтезом весной и летом, сбрасывают листву раньше. Причина кроется в саморегулирующем механизме лиственных деревьев, который ограничивает их фазу роста.

Ученые обработали данные наблюдений с 3800 различных мест в Центральной Европе с 1948 по 2015 годы. Исследовались каштановые деревья, береза, бук европейский, лиственница, дуб английский и рябина. Параллельно ученые проводили эксперименты с молодыми деревьями, высаженными в природе и в климатических лабораториях. Они варьировали температуру, продолжительность освещения и содержание углекислого газа и исследовали их воздействие на фотосинтез и старение листвы.

За время наблюдения было установлено, что все исследуемые деревья в годы повышенного фотосинтеза весной и летом сбрасывали листву раньше. « Если фотосинтез будет увеличиваться, до конца этого столетия старение листвы наступит на 3 до 6 дней раньше», объясняет доктор Зани. Соответственно, вегетационный сезон увеличится только на 8-12 дней, а не на 3-4 недели, как предсказывали ранее математические модели.

Наибольшее воздействие на опадание листвы оказывают фотосинтез, осенние температуры и продолжительность дня. Остальные факторы – содержание углекислого газа, летние температуры, освещенность и осадки – сказывались на листве опосредованно.

«Точные прогнозы вегетационного периода деревьев были невозможны, потому что ученые не понимали причины опадания листвы», - говорит руководитель проекта Константин Цонер. Он считает, что причиной наблюдаемых процессов может быть снижение углерода. Питательные вещества из почвы, например, азот, снижаясь, уменьшает количество углекислого газа, которое растение перерабатывает за сезон. Если растение достигает максимума СО2, которое оно может переработать, начинается процесс сбрасывания листвы.

Доктор Цонер говорит, что с увеличением температур способность растений поглощать СО2 увеличивается намного меньше, чем это показывали ранние модели. Деревья играют ключевую роль в климатических процессах, поскольку они забирают их атмосферы значительные объемы углекислого газа. Для климата это означает, что из-за ускоренного старения листвы деревья аккумулируют значительно меньше углекислого газа.