Городским деревьям нужна защита от экстремальной жары

Австралия готовится к жаркой весне и лету. Бюро метеорологии объявило о начале Эль-Ниньо, что увеличивает вероятность более теплых и сухих условий для большей части страны. Июль 2023 года стал самым жарким месяцем на Земле за всю историю наблюдений.

Мы изучали влияние экстремальной жары на городские деревья в Западном Сиднее во время рекордного лета 2019–20 годов и серьезно обеспокоены выживанием как местных австралийских, так и экзотических видов в городских лесах. Эти деревья и кустарники вдоль улиц, в парках и садах играют жизненно важную роль: улучшают психическое здоровье людей, снижают энергопотребление и температуру за счет тени и испарительного охлаждения.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Global Change Biology, мы оценили потребление воды деревьями. Большинство измеренных деревьев теряли в жаркие дни больше воды, чем предсказывали модели.

Деревья во время волн жары в Сиднее

В декабре 2019 и январе 2020 года в Западном Сиднее было 12 дней с температурой выше 40℃. Рекordный максимум города в 48.9℃ был зафиксирован 4 января 2020 года.

Мы измерили поглощение углерода и потерю воды листьями городских деревьев в эти жаркие дни. Некоторые виды показали низкую термостойкость.

Уязвимые виды (пострадали или погибли):

• Красный клен (Acer rubrum)
• Тюльпанное дерево (Liriodendron tulipifera)
• Банксия прибрежная (Banksia integrifolia)
• Водяная камедь (Tristaniopsis laurina)

Устойчивые виды:

• Китайский вяз (Ulmus parvifolia)
• Ясень (Fraxinus excelsior)
• Плакучая каллистемон (Callistemon viminalis)
• Курраджонг (Brachychiton populneus)

Почему одни виды уязвимее других?

Некоторые виды изначально менее устойчивы к жаре и засухе. Например, виды с крупными и тонкими листьями особенно уязвимы: крупные листья медленнее отдают тепло, а тонкие — хуже защищаются от перегрева.

Ключевую роль играет доступ к воде. Деревья с достаточным количеством воды открывают устьица (поры в листьях) для испарения и охлаждения. Во время засухи устьица закрываются для сохранения влаги, что приводит к нагреванию листьев. В жаркие засушливые дни температура листьев может достичь летального уровня выше 45℃.

Наше исследование показало, что большинство городских деревьев, даже испытывающих стресс от засухи, открывали устьица в жаркие дни, чтобы охладить листья. Это приводит к быстрой потере воды, но может предотвратить ожог листьев.

Почему вода так важна во время волн жары?

В эксперименте с саженцами в теплице мы проверили, как доступ к воде влияет на термостойкость.

Результаты:

• Все растения теряли во время жары больше воды, чем предсказывалось.
• У хорошо политых деревьев и кустарников потеря воды была на 23% выше прогнозируемой, что поддерживало листья почти на 1℃ холоднее температуры воздуха.
• Листья обезвоженных растений были более чем на 1℃ горячее воздуха.
• У городских деревьев листья достигали летальной температуры 49–50℃ у видов с самой низкой скоростью потери воды. Однако если эти виды имели доступ к воде, тепловых повреждений или ожогов листьев почти не было.
• Восстановление деревьев, потерявших листву из-за перегрева, занимало несколько лет после окончания засухи и возврата к средним температурам.

Сохранение наших природных кондиционеров

Исследование показывает, что доступ к воде критически важен для выживания городских деревьев во время волн жары.

Программам озеленения городов необходимо находить способы обеспечить деревья водой, когда осадки ненадежны. Стоит изучить новые методы, такие как:

• Накопительные колодцы для пассивного орошения — улавливают и хранят ливневые воды в подземных траншеях, уменьшая сток и обеспечивая деревья водой.
• Дождевые сады — естественным образом уменьшают ливневый сток и используют растения для фильтрации загрязняющих веществ из дождевой воды.

Обеспечение деревьев водой для охлаждения в жаркие дни повысит их шансы на выживание и защитит людей. Города нуждаются в деревьях как никогда, поскольку эти природные кондиционеры смягчают экстремальные температуры.