Изотопы в ксилеме растений помогают точнее моделировать круговорот воды в лесу

Растения — ключевой элемент круговорота воды. Такие их характеристики, как глубина залегания корней и способность запасать воду, могут определять доступность воды для целой экосистемы.

Количественная оценка этих признаков помогает учёным прогнозировать риск гибели деревьев во время засух и влияние состава леса на местную гидрологию. Однако многие из этих параметров по-прежнему сложно измерить или оценить существующими методами.

В новом исследовании Ли и коллеги показали, что стабильные изотопы (²H, ¹⁸O) в водопроводящей ксилеме дерева позволяют получить надёжные оценки нескольких признаков, связанных с водопользованием. Учёные выяснили, что вместо использования усреднённых значений для разных лесов эти признаки можно оценивать по изотопным данным, которые часто собираются и широко доступны.

Исследователи собирали воду из ксилемы 30 деревьев восточной тсуги в Университете Коннектикута в течение семи месяцев на разных участках рельефа в пойме. Эти данные, вместе с метеорологическими и данными о грунтовых водах, были включены в модель, предсказывающую различные растительные признаки.

Оказалось, что прогнозы модели для глубины корней, запаса воды в растении, эвапотранспирации и испарения из почвы коррелировали с реальным диаметром дерева тсуги и его положением на склоне. Авторы работы считают, что возможность точно оценивать эти признаки растений с помощью относительно простых измерений ксилемы поможет учёным решать проблемы водных ресурсов сейчас и в будущем, по мере изменения климата.

Исследование опубликовано в Journal of Advances in Modeling Earth Systems.