Эксперименты с чайными листьями показывают, что тропические леса могут быть устойчивее к изменению климата

Исследователи из Университета Северной Аризоны и Смитсоновского института использовали необычный метод, чтобы понять, как тропические леса переживут изменение климата — они «заваривали чай» из живых листьев в верхней части полога леса.

Результаты, опубликованные на этой неделе в JGR Biogeosciences, обнадеживают: тропические леса могут быть менее чувствительны к изменению климата, чем считалось ранее.

«Подобные эксперименты помогут нам улучшить модели, которые предсказывают не только реакцию тропических лесов на будущее потепление, но и то, каким будет климат Земли в будущем — даже здесь, в Аризоне», — сказал Бен Уиби, аспирант по экоинформатике в NAU и второй автор исследования.

Читая по чайным листьям

Исследование, проведенное под руководством профессора экоинформатики NAU Криса Доти, основывалось на предыдущей работе в Nature, которая показала, что некоторые листья в тропических лесах могут нагреваться до смертельно опасных температур в условиях будущего изменения климата. Массовая гибель листьев могла бы ускориться, если бы мертвый лист нагревал окружающие его живые листья. Однако до этого никто не проверял эту гипотезу в верхней части полога тропического леса.

Чтобы проверить её, исследователи погружали живые листья с верхнего яруса полога панамского тропического леса в кипящую воду, пока те ещё были прикреплены к деревьям. В сотрудничестве с Смитсоновским институтом тропических исследований они использовали кран для доступа к самым верхним листьям полога разных видов деревьев. Погружение листьев в кипяток было самым быстрым и простым способом вызвать их тепловую смерть, что моделирует гибель от жары, вызванную изменением климата. Затем они наблюдали за окружающими листьями.

Со временем исследователи увидели, что мертвые листья действительно нагревают соседние, но меньше, чем ожидалось, потому что после гибели они становились намного светлее. Мертвые листья не могут охлаждаться, испаряя воду, но они охлаждаются, отражая больше солнечной энергии.

«Этот неожиданный результат — хорошая новость, потому что он означает, что после гибели листья нагревают окружающие листья не так сильно, как мы думали, поэтому тропические леса могут быть менее чувствительны к изменению климата», — сказал Доти. «Хотя кипячение листьев на верхушке полога может звучать необычно, этот метод «чтения чайных листьев» дал нам понимание, которое приближает нас к предсказанию будущего тропических лесов».

Находясь на верхушке полога, исследователи также изучили, что происходит, если листья становятся темнее. В предыдущей работе члены команды обнаружили, что изменение климата может привести к появлению более тонких и темных листьев. Команда проверила это, искусственно затемняя листья верхнего яруса древесным углем. Более темный лист либо испарял бы больше воды для поддержания температуры, либо сильнее нагревался, но было неясно, какой из исходов произойдет. Команда обнаружила, что листья в основном испаряют больше воды, но это отличается от прогнозов моделей земных систем. Это простое различие может привести к разным прогнозам будущего климата.

«Может показаться глупым кипятить листья на верхушке тропического леса, но на самом деле это привело к результатам, которые помогают нам понять будущую судьбу этих бастионов углерода и биоразнообразия», — сказал исследователь тропических лесов Смитсоновского института Мартейн Слот.