Зелёный щит планеты даёт сбой: тропические леса вошли в фазу серьезных глобальных изменений

Тропические леса Панамы столкнулись с новым испытанием, которое заставляет деревья буквально менять направление роста. Засухи, учащающиеся из-за изменения климата, уже влияют на то, как растения добывают воду и сохраняют жизнеспособность. Учёные выяснили, что у леса есть собственный механизм краткосрочной адаптации, но его возможностей может оказаться недостаточно. Об этом сообщает Live Science.

Как лес реагирует на нехватку воды

Тропические леса играют ключевую роль в поддержании жизни на планете. В них сосредоточено более половины наземного биоразнообразия, а также значительные запасы углерода, большая часть которого находится под землёй — в корневых системах деревьев. Именно поэтому любые изменения в их структуре напрямую влияют на климатические процессы. Ранее исследователи уже обращали внимание на то, что устойчивость тропических лесов может проявляться неожиданными способами, но новые данные из Панамы добавляют тревожные нюансы.

В исследовании, опубликованном 21 ноября в журнале New Phytologist, учёные сосредоточились на том, как корни деревьев реагируют на длительный дефицит влаги. Работа стала частью масштабного эксперимента Panama Rainforest Changes with Experimental Drying (PARCHED), который проводится с 2015 года. В рамках проекта были выделены 32 экспериментальных участка в четырёх разных тропических лесах Панамы, отличающихся по видам деревьев, составу почв и уровню осадков.

Экспериментальные условия и методы наблюдений

Чтобы смоделировать засуху, исследователи установили над участками прозрачные конструкции, задерживающие от 50 до 70% дождевых осадков. Дополнительно вокруг площадок вырыли траншеи и выстлали их плотным пластиком, лишив корни доступа к воде извне.

"Структуры выглядят как частичные крыши теплиц", — рассказала эколог экосистем из Университета штата Колорадо Даниэла Кьюсак, говорится в интервью Live Science.

Для анализа изменений использовались сразу три подхода. Учёные регулярно брали почвенные керны с глубины до 20 сантиметров, устанавливали специальные корневые ловушки и применяли камеры наблюдения, размещённые в акриловых трубках на глубине до 1,2 метра. Это позволило проследить, как меняется рост корней в разных слоях почвы на протяжении пяти лет.

Глубинные корни как стратегия выживания

Результаты показали, что хроническая засуха резко снижает количество мелких корней у поверхности, ухудшая доступ деревьев к воде и питательным веществам. При этом все четыре леса, несмотря на различия, продемонстрировали схожую реакцию, что говорит о системном характере происходящих изменений.

"Деревья компенсировали погибание поверхностных корней, отправляя тонкие корни глубоко в почву, предположительно для получения влаги", — сказала Кьюсак.

Такая перестройка помогает поддерживать гидравлическую и физиологическую функцию растений, однако не восполняет утраты углерода и общей биомассы. Подобные сигналы уже фиксируются и в других регионах: исследования показывают, что рост деревьев в условиях засухи может замедляться до критических значений, после которых экосистема теряет устойчивость.

Роль грибов и ограничения адаптации

Параллельно с этим оставшиеся поверхностные корни чаще вступали в симбиоз с арбускулярными микоризными грибами. Эти организмы помогают растениям эффективнее получать воду и питательные вещества из почвы, частично компенсируя последствия засухи. Учёные отмечают, что такая биологическая "поддержка" усиливается именно тогда, когда ресурсы становятся дефицитными.

Что ждёт тропические экосистемы дальше

Учёные предупреждают, что способность наращивать глубокие корни не является надёжной защитой от изменения климата. Некоторые виды деревьев могут не справиться с усиливающимися засухами и со временем исчезнуть из экосистемы. Ведущий автор исследования Аманда Кордейро подчёркивает, что следующий этап работы будет посвящён оценке долгосрочных последствий таких изменений для хранения углерода и общей устойчивости лесов.

Пятилетние наблюдения дают важные подсказки о механизмах выживания тропических лесов, но не отвечают на главный вопрос — как долго экосистема сможет удерживать равновесие в условиях продолжающегося климатического давления. Ответ на него потребует ещё более длительных и масштабных исследований.