Динамика роста гигантской водоросли изучена с помощью новых данных дистанционного зондирования

Гигантская водоросль Macrocystis pyrifera, являющаяся важнейшим видом-эдификатором у побережья Калифорнии и других регионов, может вырастать до 30 метров в длину за 1–2 года.

Исследователи, используя новые методы дистанционного зондирования, выяснили, что на пространственную динамику роста этой крупнейшей в мире водоросли влияют разные факторы в зависимости от масштаба наблюдений.

Изучая водоросли в канале Санта-Барбара (Калифорния), учёные установили, что «пространственно-временные закономерности физиологического состояния, а значит, роста и продуктивности, регулируются разными процессами в зависимости от масштаба наблюдения». Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Ключевые выводы:

• На региональном масштабе (>1 км) динамика физиологического состояния водорослей коррелировала с доступностью питательных веществ в морской воде.
• На локальном масштабе (<1 км) закономерности потери биомассы в отдельных лесах водорослей были связаны с внутренними процессами старения (сенесценции), зависящими от возрастной демографии полога, несмотря на однородные условия питания.

Методология исследования:

Учёные объединили полевые наблюдения с данными дистанционного зондирования с нескольких платформ:

• Landsat 5, 7, 8 (разрешение 30 м) — для отслеживания биомассы и возрастной динамики полога.
• AVIRIS (разрешение 18 м) — гиперспектральная съёмка с самолётов в рамках кампании NASA HyspIRI. Эти данные позволили изучить пространственные паттерны соотношения хлорофилла к углероду в пологе — прокси для физиологического состояния, связанного со скоростью роста.

Основной результат:

Физиологическое состояние полога водорослей предсказуемо снижалось с возрастом. Более старые участки леса с низким физиологическим состоянием с большей вероятностью терялись в последующие месяцы.

Перспективы:

Исследование демонстрирует возможности будущих спутниковых миссий, таких как запланированная NASA Surface Biology and Geology. Глобальная гиперспектральная съёмка предоставит экологам новый инструмент для мониторинга здоровья растений и прогнозирования изменений в экосистемах в условиях быстро меняющегося климата.