По мере изменения климата листья и кроны будут нагреваться быстрее окружающего воздуха, показало исследование под руководством University of Arizona. Работа в Nature Communications предупреждает, что многие модели используют температуру воздуха как замену теплового стресса растений и поэтому могут недооценивать последствия для экосистем и углеродного цикла.
К 2085-2099 годам разница между температурой крон и воздуха, согласно прогнозу, увеличится примерно на 0,11 °C, или на 16%. Число кажется небольшим, но непосредственно влияет на чувствительные к порогам процессы, включая фотосинтез, дыхание и транспирацию. Именно температура поверхности растения определяет, когда эти механизмы теряют эффективность.
Листья получают солнечное излучение и могут быть намного горячее окружающей среды, как любая открытая поверхность. Растения регулируют часть тепла транспирацией: доставляют воду к листьям, где испарение охлаждает их. Если воздух слишком горячий и сухой, потери воды могут превысить объем, который корни способны восполнить из почвы.
При дефиците многие растения закрывают устьица и сокращают фотосинтез и транспирацию для сохранения воды. Это ограничивает поступление CO2 и убирает испарительное охлаждение, поэтому лист нагревается еще сильнее. Одновременно в окружающий воздух поступает меньше влаги, формируя обратную связь между жарой, сухостью и снижением активности растений.
Наибольшая разница ожидается в регионах, которые станут суше, но тропики также вызывают тревогу. Многие тропические виды эволюционировали в узком диапазоне температур и чувствительны даже к небольшим изменениям. Падение продуктивности или рост смертности изменят распределение растительности, местообитания и способность лесов удалять CO2 из атмосферы.
Последствия не ограничиваются углеродом. Водяной пар растений участвует в формировании облаков и осадков; снижение транспирации меняет атмосферную влажность, режим дождей и поступление излучения к поверхности. Ослабление фотосинтеза оставляет больше CO2 в воздухе, а сокращение пара меняет региональный климат, создавая два пути усиления потепления.
Авторы предлагают прямо учитывать температуру крон в моделях земной системы и оценках адаптации. Для этого нужны более качественные наземные наблюдения, дистанционные датчики и измерения в разных экосистемах. Корректировка моделей не предотвращает воздействие, но точнее показывает, какие леса, культуры и регионы первыми достигнут физиологических пределов жары.
