Засухи вызывают более ранний листопад осенью, показало исследование в Северном полушарии

Процесс осеннего старения листьев (autumn date of foliar senescence, DFS) — важная часть цикла развития растения, когда оно перераспределяет питательные вещества из листьев в семена или запасающие органы.

Хотя более теплые осени из-за изменения климата связывают с задержкой DFS, недостаток воды из-за засухи, по-видимому, вызывает более ранний DFS. Однако конкретные пороги засухи, запускающие этот процесс, оставались неясными.

Исследователи из Юньнаньского университета изучили осенний листопад в Северном полушарии (выше 30° широты), используя данные с 1951 года, спутниковые данные за 1982–2021 годы и индексы засухи. Они стремились определить, где возникает связь между предсезонной засухой и ранним DFS (PDT-DFS), как на неё влияют волны жары и каковы её движущие силы.

Ключевые выводы:

• Более ранний DFS связан с более высокими порогами засухи (определенным уровнем сухости, переводящим регион в засушливые условия).
• Пороги PDT-DFS для разных квантилей раннего старения составили −2.59, −2.30, −1.80 и −1.63, где более низкие пороги означают, что для старения нужна более сильная засуха.
• Пустыни и кустарниковые сообщества наиболее чувствительны к предсезонным засухам.
• Дневные волны жары усиливают влияние засухи на раннее старение больше, чем ночные. Это связано с повышенной транспирацией через устьица растений днём, что увеличивает потерю воды.
• Некоторые факторы (например, глубокая корневая система, индекс листовой поверхности) могут снижать чувствительность к засухе, но и они ослабляются при длительной засухе.

Прогнозы на будущее:

• Климатические модели показывают вероятное повышение чувствительности к предсезонным засухам в большинстве районов Северного полушария.
• Более 51.09% изученных территорий показали более высокие пороги засухи в прогнозе на 2061–2100 годы по сравнению с периодом 1982–2021 годы.

Более ранний листопад означает меньшее поглощение углерода и укорочение вегетационного периода. Понимание этих порогов важно для прогнозирования реакции экосистем на изменение климата. Исследование опубликовано в Nature Communications.