Американські вчені дійшли висновку, що лісові пожежі в Канаді та на Алясці збільшили темпи фотосинтезу рослин, а ще призвели до того, що хвойні породи стали змінюватися листяними.
Екосистеми арктичної тундри і бореальних лісів – найпівнічніших на планеті – важливі поглиначі вуглецю. Вони частково компенсують накопичення вуглекислого газу в атмосфері. Одразу три дослідження від різних груп учених з Каліфорнійського університету в Ірвайні (США) показали, як змінюються ці екосистеми.
У першій роботі, опублікованій у журналі Global Change Biology, вчені з’ясували, як лісові пожежі збільшують темпи фотосинтезу в Канаді та на Алясці. Це й зрозуміло: торік Канада пережила найруйнівніший (з 1975 року, до цього періоду показники незрозумілі) сезон лісових пожеж, коли згоріли понад 18,6 мільйона гектарів. Нове дослідження показало, що ці пожежі можуть прискорити зміни екосистеми бореальних лісів, які вже й так відбуваються через зміну клімату.
Щоб виміряти швидкість фотосинтезу в північних рослин, учені скористалися даними з орбітальних супутників Carbon Observatory 2, які відстежують флуоресценцію рослин – світіння хлорофілу під час поглинання ним світла (явище відбувається внаслідок повернення молекули зі збудженого в основний стан). Використання таких вимірювань – новий підхід до розуміння темпів фотосинтезу бореальних лісів. Це важливо, адже що активніший фотосинтез, то більше рослин здатні поглинати вуглекислий газ з атмосфери.
Дослідники з’ясували, що після пожежі в бореальних лісах протягом десятиліть зберігаються вищі рівні фотосинтезу. Замість повернення повільно зростаючих хвойних порід на кшталт чорної ялини на їхнє місце приходять швидкозростаючі листяні види.
Інше дослідження, проведене вченими з того ж Каліфорнійського університету рік тому, дало змогу зрозуміти, які саме рослини змінюють вигорілі хвойні ліси. Його результати представлені в журналі Arctic, Antarctic, and Alpine Research. Автори статті з’ясували, що конкретно в гірській тундрі хвойні дерева змінюються чагарниковими формами вільхи.
У третій роботі, представленій у Geophysical Research Letters, вчені провели вже справжні польові дослідження, а потім – комп’ютерне моделювання. Метою було описати, як у міру того, як арктичні екосистеми відчувають потепління клімату, збільшуються викиди ненасиченого вуглеводню ізопрену. Ця молекула впливає на утворення озону, аерозолів і рівень метану в атмосфері. Аерозолі, своєю чергою, впливають на формування хмар, а ті впливають на місцевий клімат. Коли погода стає теплішою, рослини виділяють більше ізопрену. Саме це і виявили вчені, причому з’ясувалося, що ізопрен виділяється в значно більших масштабах, ніж припускали.
“Три цих дослідження – свідчення того, що Арктика змінюється швидше, ніж очікувалося. Розмах лісових пожеж через їхній вплив на склад рослинності потенційно може прискорити танення вічної мерзлоти понад те, що прогнозували внаслідок зміни клімату”, – заявила співавторка однієї з робіт Клаудіа Чімчик (Claudia I. Czimczik).
Про те, що пожежі ведуть до прискорення фотосинтезу в тайзі, Naked Science писав раніше. Якщо у хвойній тайзі немає пожеж, вона деградує: старіші дерева в ній гинуть, а нові не з’являються, оскільки насіння “зависає” у моху. До того ж шар вічної мерзлоти під тінню дерев стає товщим, стискаючи смугу, доступну корінню дерев.
Але нові роботи важливі тим, що показують й іншу частину процесу прискорення фотосинтезу. Крім очищення поверхні від мохів, що дає змогу проростати деревам, у наявності швидка колонізація колишньої тайги широколистяними деревами, які ростуть швидше за хвойні.
Якщо таке продовжиться, результатом може бути повна зміна екосистем. З палеоботанічних даних відомо, що два-три мільйони років тому на Новій Землі, наприклад, не було ні тундри, як сьогодні, ні хвойної тайги, як у частині Сибіру, а домінували широколистяні ліси. Не виключено, що нинішнє потепління може багато в чому повернути ситуацію в минуле.