Результаты исследований американских учёных показали, что лесные пожары в Канаде и на Аляске ускорили процесс фотосинтеза у растений и способствовали замене хвойных пород лиственными.
Экосистемы арктической тундры и бореальных лесов, самые северные на планете, важны для поглощения углерода и частично компенсируют накопления углекислого газа в атмосфере. Три исследования от разных групп ученых из Калифорнийского университета в Ирвайне показали, как изменяются эти экосистемы.
В первой работе, опубликованной в журнале Global Change BiologyУчёные установили, как пожары в лесах увеличивают скорость фотосинтеза в Канаде и на Аляске. В прошлом году Канада пережила самый разрушительный с 1975 года сезон лесных пожаров, при котором выгорело более 18,6 миллионов гектаров. Новое исследование показало, что эти пожары могут ускорить изменения экосистем бореальных лесов, которые уже происходят из-за изменений климата.
Ученые для измерения скорости фотосинтеза у северных растений использовали данные с орбитальных спутников Carbon Observatory 2, которые регистрируют флуоресценцию растений — свечение хлорофилла при поглощении им света (явление вызвано возвращением молекулы из возбужденного в основное состояние). Такой метод измерения — новый подход к пониманию темпов фотосинтеза бореальных лесов. Это важно, потому что чем активнее фотосинтез, тем больше растений способны поглощать углекислый газ из атмосферы.
Ученые обнаружили, что после пожаров в тайге долгие годы наблюдаются повышенные показатели фотосинтеза. Место медленнорастущих хвойных деревьев, таких как черная сосна, занимают быстрорастущие лиственные виды.
Другое исследование, проведённое учёными из того же Калифорнийского университета годом ранее, помогло выяснить, какие именно растения замещают выгоревшие хвойные леса. Её результаты… представлены в журнале Arctic, Antarctic, and Alpine Research.В статье установлено, что в гористой тундре вместо хвойных деревьев встречаются кустарники ива.
В третьей работе, представленной в Geophysical Research LettersУченые провели полевые исследования и компьютерное моделирование для описания того, как при потеплении климата арктических экосистем увеличиваются выбросы ненасыщенного углеводорода изопрена. Молекула влияет на образование озона, аэрозолей и уровень метана в атмосфере. Аэрозоли воздействуют на формирование облаков, а те — на местный климат. При повышении температуры растения выделяют больше изопрена, что ученые и обнаружили. Выбросы изопрена оказались значительно выше ожидаемых.
Три исследования свидетельствуют о том, что Арктика меняется быстрее ожидаемого. Влияние лесных пожаров на растительность может ускорить таяние вечной мерзлоты сверх прогнозов по изменению климата.
О влиянии пожаров на скорость фотосинтеза в тайге рассказывает Naked Science. писалБез пожаров хвойная тайга приходит в упадок: старые деревья погибают, а новые не вырастают из-за того, что семена застревают в мху. Также слой вечной мерзлоты под кронами деревьев увеличивается, сжимая пространство, доступное корням.
Новые исследования важны тем, что демонстрируют и другую часть процесса ускорения фотосинтеза. Помимо очистки поверхности от мхов, которая способствует прорастанию деревьев, наблюдается быстрое освоение бывшей тайги широколиственными деревьями, развивающимися быстрее хвойных.
Продолжение подобного развития событий может привести к полной трансформации экосистем. Археологические данные показывают, что два-три миллиона лет назад на Новой Земле отсутствовало как сегодняшняя тундра, так и хвойная тайга, характерная для части Сибири. Вместо этого преобладали широколистные леса. Нельзя исключать возможность того, что текущее потепление в значительной мере вернёт ситуацию к состоянию прошлого.