Прогнозирование реакции растений на засуху

Новое исследование Геологической службы США показывает, как уязвимость растений к засухе варьируется в зависимости от ландшафта. Такие факторы, как структура растения и тип почвы, могут либо повышать их уязвимость, либо защищать от снижения численности.

Повышенные температуры и продолжительные засухи во многих уже ограниченных водой регионах мира, включая юго-запад США, вероятно, усилятся согласно будущим климатическим моделям. Это потепление и иссушение может негативно сказаться на растительности и привести к деградации среды обитания диких животных и экосистем. Ресурсным менеджерам и другим лицам, принимающим решения, критически важно понимать, где на ландшафте растительность будет затронута, чтобы расставлять приоритеты в усилиях по восстановлению и сохранению и планировать будущее.

Чтобы лучше понять потенциальные пагубные эффекты изменения климата, ученые USGS разработали модель для оценки того, как виды растений будут реагировать на повышение температуры и засуху. Модель интегрирует знания о том, как реакция растений модифицируется атрибутами ландшафта, почвы и самих растений, которые влияют на доступность и использование воды. Модель была протестирована с использованием пятидесяти лет повторных измерений покрытия долгоживущими, или многолетними, видами растений на крупных постоянных участках в пустыне Мохаве — одной из наиболее ограниченных водой экосистем Северной Америки. Отчет, опубликованный в Journal of Ecology, доступен онлайн.

«Последствия засухи никуда не денутся, и надежная наука для понимания того, как будут реагировать ограниченные водой экосистемы, важна для менеджеров, чтобы планировать стратегии адаптации к климату», — сказал Сет Мансон, ученый USGS и ведущий автор исследования. «Используя результаты мониторинга, которые ученые и менеджеры добросовестно сообщали в течение последних нескольких десятилетий, наше исследование помогает прогнозировать будущее состояние засушливых земель».

Результаты показывают, что растения в пустыне Мохаве по-разному реагируют на климат в зависимости от физических характеристик места их произрастания. Например, глубоко укореняющиеся растения были менее уязвимы к засухе на почвах, допускающих глубокое просачивание воды. Также, мелко укореняющиеся растения были лучше защищены от засухи на почвах, способствующих удержанию воды у поверхности. Эта информация может быть полезна ресурсным менеджерам для минимизации нарушений в районах, которые, вероятно, уязвимы к нехватке воды.

Вода движется горизонтально и вертикально через ландшафт, что влияет на количество воды, которое растения могут поглощать через свои корни. Доступность и использование воды растениями — это не только осадки, выпадающие с неба. Понимание того, как вода движется через экосистемы, критически важно в регионах, где уже имеется маргинальное количество воды для роста растений. Прогнозирование последствий изменения климата в этих областях требует большего, чем просто понимания одного лишь климата.