Тропический лес Амазонки не обязательно является местом, которое многие ассоциируют с засухой, однако, по прогнозам, продолжительные засушливые периоды станут более распространенными и серьезными из-за изменения климата. Вопрос в том, как эти засухи повлияют на дождевой лес, так как он сильно влияет на глобальный климат и будущее потепление.
Исследование, проведенное Мариэль Смит, научным сотрудником факультета лесного хозяйства Мичиганского государственного университета, и Скоттом Старком, доцентом лесного хозяйства, изучает реакцию Амазонки на засуху, чтобы лучше предсказать, как рост и физиология леса повлияют на разнообразие деревьев и, в конечном счете, климат планеты.
Из-за сочетания структуры влажного леса и сильного засушливого сезона Национальный лесной массив Тапахос в Бразилии может быть хорошим индикатором реагирования на изменение климата, что и привело исследователей к этому месту.
Для сбора информации и наблюдения за тропическим лесом исследователи детально рассмотрели его структуру, ходя по земле с помощью лидарного инструмента, инструмента, также используемого в автономных транспортных средствах для картирования местности. Лидар создавал информацию в двухмерных срезах, которые описывают, как область листа структурируется по высоте и микросредам, изменяющимся в свете, температуре и влажности.
«Это полезно, потому что деятельность леса в целом — его рост и обмен газами и энергией с атмосферой — во многом определяется тем, как листья распределяются в мозаичной среде, которую создает сам лес», — сказал Смит.
В течение четырех лет, между 2010 и 2017 годами, было проведено 41 ежемесячное обследование, которое включало три года без засухи и один год засухи Эль-Ниньо.
«Посредством лидарной линзы мы в течение нескольких лет исследовали структуру леса восточной Амазонки, чтобы увидеть, как он изменился в ответ на сезонный дефицит воды и сильную засуху Эль-Ниньо», — сказал Смит.
Исследование дало удивительные результаты.
Исследователи обнаружили, что тропические леса увеличили количество листьев в самом высоком навесе в засушливые сезоны и засуху, несмотря на сообщения предыдущих исследований, которые показали, что большие деревья более уязвимы для засухи.
Предыдущие спутниковые лидарные наблюдения показали, что когда количество листьев в верхнем покрове увеличивается, количество в нижнем пологе уменьшается, и наоборот, в течение сезонного цикла леса Амазонки. Это может быть связано с сезонными колебаниями количества затенения, нанесенного нижнему куполу верхним.
«Наши данные с более высоким разрешением позволили нам разделить лес по высоте и освещенности, а также выявили нечто более сложное», — сказал Смит.
Ожидалось, что, когда количество листьев на высоких деревьях увеличивается в течение сухого сезона, под ним становится темнее, и в результате более мелкие деревья теряют часть своих листьев. Тем не менее, данные показали, что это не то, что произошло. Вместо этого, это были маленькие деревья, которые находились на открытых участках, где затенение было низким и высокий солнечный свет — лесные «пробелы» — которые теряли листья. Деревья, которые были заштрихованы, неожиданно добавили листовую область в то же время, что и высокие деревья. то же самое в ответ на засуху.
«Важно понимать, что сухие периоды обычно более солнечные», — сказал Смит. «Высокие деревья, у которых также есть более глубокие корни, дающие больший доступ к воде, могут воспользоваться увеличенным светом и расширить свои кроны. Маленькие деревья с мелкими корнями могут больше пострадать от жарких солнечных условий и сжать кроны или погибнуть. Маленькие деревья в тени, однако, могут воспользоваться повышенным освещением в кулере, более влажным подлеском. »
Эти результаты показывают, что реакция дерева на засушливые периоды зависит от условий окружающей среды, налагаемых структурой самого тропического леса, утверждают исследователи. Полученные данные полностью согласуются с новыми исследованиями, показывающими, что нехватка воды в растениях с коротким возрастом, особенно в жарких условиях и при высокой освещенности, наиболее подвержена влиянию нехватки воды.
В то же время исследования помогают составить представление о том, как микросреда, высота деревьев, сезонность и засуха объединяются, чтобы определить, какие деревья будут выигрывать и проигрывать в условиях более сухого климата. По словам исследователей, это крайне важно для понимания будущей устойчивости Амазонки к изменению климата.
Исследование опубликовано в New Phytologist .
