Дубы продолжают активно поглощать углекислый газ на протяжении нескольких месяцев после завершения годового цикла роста. Это открытие, опубликованное в журнале Science Advances, ставит под сомнение одно из ключевых допущений климатических моделей, согласно которым фотосинтез напрямую ведёт к накоплению древесины.
До сих пор большинство климатических моделей исходило из того, что повышенная концентрация CO2 в атмосфере стимулирует фотосинтез, а значит, деревья растут быстрее и активнее запасают углерод. Новое исследование показывает, что эта связь не так проста. Если деревья поглощают углерод, но не превращают его в стволы и ветви, то леса могут накапливать в долгосрочной перспективе значительно меньше углерода, чем предполагалось ранее.
Авторы работы проанализировали данные со 137 участков дубовых лесов на востоке США и в Калифорнии. Они сопоставили спутниковые снимки, которые позволяют оценить интенсивность фотосинтеза, с показаниями датчиков, ежечасно измерявших уровень CO2 в кронах. Кроме того, учёные использовали сенсоры на стволах, отслеживавшие малейшие изменения их диаметра, а также данные о годовых кольцах и температуре с 1950 года.
Анализ показал, что рост деревьев и фотосинтез не совпадают по времени. На востоке США дубы росли с мая по июль, но продолжали фотосинтезировать до октября. Около 36% годового объёма углекислого газа они поглощали уже после того, как переставали увеличиваться в размерах. В Калифорнии деревья росли с декабря по апрель, а фотосинтез продолжался как минимум до августа; на период после прекращения роста приходилось до 26% поглощённого за год углерода.
По словам исследователей, причина такого расхождения проста. Рост дерева зависит от внутреннего давления воды в его тканях. В жаркую и сухую погоду давление падает, и рост практически мгновенно прекращается. Фотосинтез же, хотя и с меньшей интенсивностью, может продолжаться.
Углерод, который дерево усваивает после остановки роста, идёт на другие нужды. Часть его запасается для старта роста в следующем сезоне, часть расходуется на формирование корней и листьев или на поддержание жизнедеятельности клеток зимой. Учёным пока неясно, какая доля этого углерода в итоге превращается в долговечную древесину, а какая быстро возвращается в атмосферу.
Исследователи также отметили, что разрыв между фотосинтезом и ростом усиливается в годы с резкими перепадами погоды – от аномально влажной к засушливой. Поскольку изменение климата, как ожидается, увеличит частоту таких явлений, этот эффект может стать более выраженным. Теперь команда планирует выяснить, характерны ли подобные закономерности для других видов деревьев и лесных экосистем.
