Пик фотосинтеза в северных экосистемах сдерживается поздним развитием растительного покрова

GPPmax (максимальная валовая первичная продукция) — ключевой показатель в исследованиях углеродного цикла. В Северном полушарии его величина и время наступления напрямую влияют на межгодовую изменчивость функции поглощения углерода экосистемами.

На GPPmax одновременно влияют климатические условия и структура растительного покрова. Совпадение их сезонных пиков определяет, сможет ли GPPmax достичь своего максимального потенциала.

Исследовательская группа под руководством академика Пяо Шилуна из Пекинского университета провела количественный анализ данных за 20 лет. Учёные сравнили время наступления GPPmax и пика NDVI (индекс, характеризующий структуру растительного покрова) в Северном полушарии. В работе использовались мультисенсорные дистанционные данные, данные измерений потоков и методы машинного обучения.

Ключевые результаты:

• Пик структуры растительного покрова (NDVI) в среднем отстаёт на 8 дней от пика фотосинтеза (GPPmax). Это отставание вызвано ограничениями со стороны климата и доступности питательных веществ.
• За последние 20 лет рост концентрации CO₂ в атмосфере привёл к более раннему наступлению GPPmax.
• Время пика структуры растительного покрова оставалось относительно стабильным из-за климатических и питательных ограничений.
• В результате несоответствие во времени между этими двумя пиками увеличивается.

Исследование показало, что современные модели экосистем неточно отражают пространственно-временную динамику между GPPmax и пиком структуры покрова, что требует доработки соответствующих механизмов. Работа предлагает новую перспективу для понимания динамики вегетационных сезонов в Северном полушарии.

Исследование опубликовано в журнале Nature Plants.