От Аляски до Амазонии: первые глобальные карты признаков, определяющих рост растительности

Впервые созданы детальные глобальные карты ключевых признаков высших растений. Работа выполнена под руководством исследователей из Колледжа продовольствия, сельского хозяйства и природных ресурсов (CFANS) Университета Миннесоты.

На основе измерений 45 000 отдельных растений 3 680 видов и с использованием высокотехнологичных статистических методов картирования команда создала глобальные карты признаков растений. Карты включают концентрацию азота в листьях, концентрацию фосфора в листьях и удельную площадь листа (площадь, используемую для перехвата света на единицу биомассы листа). Эти карты, состоящие из более чем 50 000 пикселей, демонстрируют неожиданно большую локальную вариацию значений признаков. Эта вариация может значительно повлиять на будущие расчёты углеродного цикла, выполняемые моделями земных систем (Earth System models, ESMs). Картографированные признаки критически важны для фотосинтеза и дыхания листьев и служат входными данными для ESMs. Включение этой локальной изменчивости в ESMs приведёт к более точному моделированию обратных связей углеродного цикла.

"Нехватка полевых измерений представляет собой серьёзное препятствие для создания высокодетальных глобальных карт признаков растений", — отметил Итан Батлер, соавтор исследования. — "Эта работа продвигает предыдущие попытки картирования, используя крупнейшую на сегодня глобальную базу данных о признаках растений TRY (www.try-db.org), которая в три раза больше любой из использовавшихся ранее".

По словам руководителя проекта Питера Райха: "Современные ESMs представляют изменчивость растительной жизни с помощью грубых средних значений признаков; модель может быть столь же упрощённой, как предположение, что все листья в Амазонии или на Аляске идентичны. Новые карты показывают, что локальное разнообразие существенно; игнорировать этот факт проблематично. Включение данных с этих карт в ESMs приведёт к улучшению моделей углеродного цикла".

"Несмотря на увеличенное количество полевых измерений, географическое покрытие базы TRY всё ещё ограничено: для большей части тропиков, обширных районов Центральной Азии, России, Южной Азии и большей части Арктики данных мало или нет вообще", — сказал соавтор Абхи Датта. — "Впоследствии для экстраполяции значений признаков растений использовались сложные статистические подходы с комбинацией климатических, почвенных и пространственных данных. Полученные карты дают полную характеристику того, как признаки варьируют внутри и между более чем 50 000 ячеек размером 50 км × 50 км по всей покрытой растительностью поверхности суши".

Новые результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.