Устойчивость тропических лесов к сезонной засухе связана с доступностью питательных веществ
Тропические леса — высокопродуктивные экосистемы, на которые приходится почти половина глобального поглощения углерода лесами. Если они перестанут удалять углекислый газ из атмосферы, последствия изменения климата могут стать ещё более серьёзными.
В последнее время было обнаружено, что эти леса всё больше ограничены в питательных веществах, что может влиять на их устойчивость к сезонным засухам и скорость поглощения CO2.
Чтобы исследовать это, международная команда под руководством Гёттингенского университета создала первый в Африке крупномасштабный эксперимент по добавлению азота, фосфора и калия в лесу Буданго в Уганде. Исследование показало, что увеличение доступности определённых питательных веществ может поддерживать продуктивность этих лесов даже в условиях интенсивной засухи — условий, уже преобладающих в большинстве регионов мира. Результаты опубликованы в журнале Nature Geoscience.
Как питательные вещества влияют на продуктивность
Учёные исследовали, как питательные вещества контролируют производство листового опада. Листья активно удаляют антропогенный CO2 из атмосферы в процессе фотосинтеза, что приводит к накоплению углерода в древесине или самих листьях. Однако при засухе большинство деревьев сбрасывают листья, что снижает скорость удаления углерода из атмосферы. При длительной засухе всё растение может погибнуть.
Ключевая роль калия и фосфора
Исследователи обнаружили, что для деревьев с дефицитом калия увеличение доступности этого питательного вещества в засушливый период задерживает пик листопада на четыре недели. Чтобы преодолеть низкий уровень калия, деревья перераспределяли его из отмирающих листьев в остальные части растения перед их сбросом.
Ведущий автор, доктор Рафаэль Ману, поясняет: «Низкая доступность калия и фосфора может сделать эту жизненно важную тропическую экосистему более уязвимой к засухе и менее эффективным поглотителем углерода».
В сухих условиях калий помогает растениям эффективно регулировать устьица в эпидермисе, а фосфор играет важную роль в сохранении воды внутри растения. Это объясняет, почему эти два питательных вещества так важны при усилении засух в будущем.
Профессор Эдзо Велдкамп добавляет: «Впервые мы экспериментально связали доступность питательных веществ в почве с реакцией тропических лесов на сезонную засуху».