Первое в своем роде крупномасштабное исследование роста растительности в Северном полушарии за последние 30 лет показало, что растительность становится все более ограниченной водой по мере повышения глобальных температур.

Результаты являются значительными, поскольку растительность является одним из важнейших факторов, когда дело доходит до контроля круговорота воды и углерода на Земле, который влияет на глобальные температуры. Работа исследователей IUPUI и Университета Индианы в Блумингтоне Вэньчжэ Цзяо, Ликсин Ван, Цин Чанг и Хунланг Ван была опубликована в журнале Nature Communications 18 июня.

"Без воды живые существа борются за выживание, в том числе растения", - сказал Лисин Ван, старший автор исследования и доцент наук о земле в Школе наук в ЮПУИ. Его группа по экогидрологии возглавляла исследование. "Изменения в реакции растительности на доступность воды могут привести к значительным изменениям взаимодействия климата и углерода."

Хонланг Ван-доцент кафедры статистики в Научной школе IUPUI. Вэньчжэ Цзяо, первый автор, и Цин Чанг являются аспирантами IUPUI и IU Bloomington соответственно.

Это междисциплинарное исследование между Научной школой IUPUI, Школой общественных и экологических вопросов О'Нила в Блумингтоне и двумя другими университетами началось три года назад для определения ограничений растительности в глобальном масштабе. До сих пор это было в значительной степени неизвестно, несмотря на растущий интерес к прогнозированию глобальных и региональных тенденций роста растительности в ответ на изменение климата.

"Глобальная температура и концентрация атмосферного CO2, или углекислого газа, увеличиваются", - сказал Ликсин Ван. Ожидается, что эти изменения приведут к увеличению потребности в атмосферной воде, более частым экстремально жарким дням и засухе. Все эти факторы указывают на то, что рост растительности, возможно, испытывал все больший и больший водный стресс в условиях потепления климата.

"Однако количественная оценка изменений в ограничениях растительности в больших пространственных и временных масштабах является сложной задачей", - сказал он.

Чтобы преодолеть это препятствие, исследователи использовали данные спутникового дистанционного зондирования и метеорологические данные, охватывающие большие пространственные масштабы с 1982 по 2015 год.

"Мы разработали наши собственные показатели, чтобы указать на нехватку воды, а затем изучили изменения в показателях", - сказал Цзяо. "Исследование довольно обширно с точки зрения вычислений, поскольку мы изучили взаимосвязь между ростом растительности и дефицитом воды в каждой ячейке сетки по всему внетропическому Северному полушарию—604 800 точек данных в год—в течение более чем 30 лет."

Анализ данных предоставил убедительные доказательства широкого, значительного увеличения ограничений водной растительности в Северном полушарии за исследуемый период. Некоторые регионы, такие как Великие равнины в Соединенных Штатах, были сравнительно хуже, чем другие.

До недавнего времени повышенное содержание углерода в атмосфере приводило к увеличению роста растений, что способствует удалению большего количества углерода из атмосферы. Однако это исследование показывает причину для беспокойства.

"Увеличение водных ограничений на продуктивность растительности может привести к переходу от периода увеличения мощности поглощения углерода на суше к периоду, когда изменение климата снижает мощность поглощения углерода на суше", - сказал Ликсин Ван.

Другими словами, потепление климата усиливает нехватку воды, обращая вспять более раннюю тенденцию к более сильному поглощению углерода растительностью.

"Наши исследования показывают, что увеличение водных ограничений, скорее всего, ограничит непрерывный рост растительности, тем самым замедляя удаление растениями CO2 из атмосферы", - сказал Цзяо.

"Результаты подчеркивают необходимость действий, которые могли бы замедлить выбросы CO2", - сказал Ликсин Ван. "Без этого водные ограничения, влияющие на рост растений, и ослабление способности растительности удалять CO2 из атмосферы, вряд ли замедлятся."

ИСТОЧНИК