Экстремальная жара — новая угроза для деревьев и растений на Тихоокеанском Северо-Западе

С 25 июня по 2 июля 2021 года на Тихоокеанском Северо-Западе случилась рекордная волна жары. В Сиэтле и Портленде зафиксировали исторические максимумы: 108°F (42.2°C) и 116°F (46.6°C) соответственно. В Британской Колумбии (Канада) температура в городке Литтон достигла 121°F (49.6°C). Этот "тепловой купол" стал причиной гибели сотен людей.

Параллельно с гуманитарной трагедией разворачивалась экологическая: за несколько дней листва и хвоя многих деревьев в регионе стала оранжевой, красной и бурой. Исследования показывают, что это был не просто эффект засухи, а широкомасштабный "ожог" листвы.

"Многое из этого покраснения и побурения листьев произошло потому, что листья просто сварились. Это действительно не история о засухе", — говорит Крис Стилл, профессор Лесного колледжа Университета штата Орегон.

Учёные начинают рассматривать экстремальную жару, вызванную изменением климата, как новую и недооценённую угрозу для растений мира.

Ранее упадок 10 местных видов деревьев в регионе связывали с "жаркими засухами" ("hot droughts"). Они, в отличие от обычных засух, не только высушивают почву, но и воздух, что приводит к стрессу и гидравлическому отказу (коллапсу водопроводящих тканей) у деревьев.

Однако в статье в журнале Tree Physiology Стилл с коллегами доказывают, что ущерб деревьям во время теплового купола 2021 года был вызван в первую очередь прямым повреждением от жары и солнечной радиации, а не косвенно — засухой. Ключевым аргументом стал характер повреждений:

• "Ожог листвы" наблюдался преимущественно на южной и западной сторонах деревьев и лесов — по траектории движения солнца.
• С воздуха было видно, как повреждения "исчезали" при взгляде на теневую сторону леса.

"В целом я согласен... что тепловое повреждение сыграло большую роль. Но, на мой взгляд, гидравлический отказ был так же важен, если не больше", — возражает Тамир Кляйн, ведущий автор более раннего исследования, связывавшего повреждения с засухой.

Слепая зона науки: насколько жарко — слишком жарко?

Уильям Хэммонд, экофизиолог растений из Университета Флориды, называет понимание эффекта экстремальной жары на растения тревожной "слепой зоной" науки.

• "Термическая толерантность" установлена менее чем для 1% (1028 из 330 200) наземных растений мира.
• Общее правило: серьёзное повреждение тканей растений наступает при температуре около 122°F (50°C).
• Критически важно, что это температура самого растения, а не воздуха. Они могут сильно различаться.

Пример из измерений:

Во время теплового купола 2021 года воздух вокруг пихты Дугласа нагрелся до рекордных 112°F (~44°C). Однако хвоя дерева, находясь под прямыми лучами солнца, достигла 124°F (51.1°C).

Это опровергает распространённое заблуждение, что растения всегда могут охлаждаться ниже температуры воздуха, особенно при наличии воды.

"Растения могут в некоторой степени контролировать свою температуру, но если жара достаточно экстремальна, некоторые растения не смогут её пережить, даже если у них будет много воды", — заключает Крис Стилл.

Вывод Уильяма Хэммонда, основанный на лабораторных данных, совпадает: "Если температура становится достаточно высокой, тепловой стресс может убить живые ткани растения, даже если у него есть вода".