Арктический фотосинтез активизировался из-за лесных пожаров

Новости МирТесен

Согласно исследованиям американских ученых, лесные пожары, охватившие Канаду и Аляску, ускорили процесс фотосинтеза у растений и спровоцировали смену хвойных лесов на лиственные.

Арктическая тундра и бореальные леса, расположенные в самых северных регионах планеты, играют значительную роль в поглощении углерода. Эти экосистемы помогают снижать концентрацию углекислого газа в атмосфере. Три независимые работы, выполненные учеными из Калифорнийского университета в Ирвайне (США), демонстрируют изменения, происходящие в них.

В первой работе, опубликованной в журнале Global Change Biology, ученые установили, что лесные пожары способны ускорять фотосинтез в Канаде и на Аляске. Это объясняется тем, что в прошлом году Канада столкнулась с самым масштабным (с 1975 года, данные за предыдущий период отсутствуют) сезоном лесных пожаров, в результате которых было уничтожено более 18,6 миллиона гектаров. Новое исследование указывает на то, что такие пожары могут ускорить изменения в экосистемах бореальных лесов, которые и без того подвержены изменениям вследствие климатических сдвигов.

Для оценки интенсивности фотосинтеза у растений северной растительности исследователи использовали данные со спутников Carbon Observatory 2. Эти устройства фиксируют флуоресценцию хлорофилла – свечение, возникающее при поглощении света и возвращении молекулы в стабильное состояние. Применение подобного метода является новым подходом к определению скорости фотосинтеза хвойных лесов. Это имеет значение, поскольку более активный процесс фотосинтеза позволяет растениям эффективно извлекать углекислый газ из атмосферы.

Ученые установили, что после лесных пожаров в зонах бореальных лесов в течение многих лет наблюдается повышенная интенсивность фотосинтеза. На месте медленно растущих хвойных деревьев, таких как черная ель, начинают преобладать быстрорастущие лиственные породы.

Ранее, в прошлом году, ученые из того же Калифорнийского университета провели другое исследование, которое помогло определить, какие растения занимают место выгоревших хвойных лесов. Его результаты представлены в журнале Arctic, Antarctic, and Alpine Research.Показали, что в высокогорных тундрах еловые и сосновые деревья постепенно уступают позиции кустарниковым формам ольхи.

В третьей работе, представленной в Geophysical Research Letters, чтобы получить наиболее точные данные, ученые провели наземные исследования и затем создали компьютерную модель. Задача заключалась в том, чтобы определить, как потепление климата влияет на увеличение выбросов изопрена – ненасыщенного углеводорода. Эта молекула оказывает влияние на образование озона, аэрозолей и концентрацию метана в атмосфере. Аэрозольные частицы воздействуют на формирование облаков, которые, в свою очередь, влияют на местный климат. Повышение температуры приводит к увеличению выделения изопрена растениями; это было подтверждено исследованиями, показавшими значительно большие объемы выбросов по сравнению с прежними оценками.

«Представленные три исследования служат подтверждением того, что Арктический регион трансформируется с большей скоростью, чем предполагалось ранее. Увеличение частоты лесных пожаров и их воздействие на видовой состав флоры способны усугубить процесс таяния многолетней мерзлоты в большем объеме, чем предсказывается изменениями климата», — отметила Клаудиа Чимчик (Claudia I. Czimczik), один из авторов исследования.

О том, как пожары стимулируют фотосинтез в тайге, сообщало издание Naked Science. писал ранее. Если в хвойной тайге нет пожаров, она деградирует: более старые деревья в ней гибнут, а новые не появляются, поскольку семена «зависают» во мху. Вдобавок слой вечной мерзлоты под тенью деревьев становится толще, сжимая полосу, доступную корням деревьев.

Значимость свежих исследований заключается в том, что они демонстрируют еще один аспект повышения эффективности фотосинтеза. В дополнение к удалению мха с поверхности земли, способствующему росту деревьев, наблюдается стремительное заселение ранее существовавшей хвойной тайги лиственными породами, которые развиваются более интенсивно, чем ели и сосны.

Если подобная тенденция сохранится, это может привести к кардинальной трансформации экосистем. Анализ данных палеоботаники показывает, что два-три миллиона лет назад на Новой Земле не было ни тундры, ни хвойной тайги, а преобладали лиственные леса. Существующее потепление климата может воссоздать условия, напоминающие те, что были в отдалённом прошлом.