Глобальное исследование показало катастрофическое влияние длительных засух на экосистемы

Полузасушливый исследовательский центр в северном Колорадо, один из участков Международного эксперимента по засухе. Автор: Colorado State University College of Natural Sciences

Международное исследование под руководством Университета штата Колорадо показало, что экстремальные продолжительные засухи в степях и кустарниковых зонах серьезно ограничивают долгосрочное здоровье этих ключевых экосистем, покрывающих почти половину планеты. Результаты особенно актуальны, поскольку изменение климата увеличивает вероятность более суровых засух в будущем.

Исследование, опубликованное в журнале Science, демонстрирует, что потери продуктивности растений после четырех лет экстремальной засухи были более чем в два раза выше по сравнению с умеренными засухами. Эти экосистемы постепенно теряют способность к восстановлению при продолжительных сухих условиях.

«Мы показываем, что экстремальные многолетние засухи оказывают еще более глубокий эффект, чем один год экстремальной засухи или многолетние умеренные засухи», — сказала профессор биологии Мелинда Смит, руководившая исследованием.

«Пыльный котёл 1930-х годов — хороший пример этого. Хотя он длился почти десятилетие, эффекты, такие как эрозия почвы и пыльные бури, проявились только при последовательных чрезвычайно сухих годах», — добавила она.

Экспериментальный участок Алльменд в Швейцарии. Автор: Andreas Stampfli, Bern University of Applied Sciences

Испытательный участок в облачных лесах долины Косньипата, Перу. Автор: David Bartholomew

Смит разработала и возглавила Международный эксперимент по засухе с участием более 170 исследователей по всему миру. В рамках проекта ученые создали структуры для манипуляции осадками, которые уменьшали каждое дождевое событие на заданную величину в течение четырехлетнего периода.

Полузасушливый исследовательский центр в северном Колорадо. Автор: Colorado State University College of Natural Sciences

Укрытия от дождя в районе дикой природы Пердью, Индиана. Автор: Jeffrey Dukes

Моделируя условия экстремальной засухи, случающейся раз в 100 лет, команда смогла изучить долгосрочные и краткосрочные эффекты на степи и кустарниковые зоны, которые хранят более 30% глобального углерода и поддерживают ключевые отрасли, такие как животноводство.

«Дополнительная сила этого исследования заключается в том, что масштаб эксперимента соответствует масштабу этих важных экосистем», — сказал профессор Алан Кнапп. — «Это позволило нам показать, насколько широко распространенными и глобально значительными могут быть эти экстремальные последствия засухи».

Растительный рост является фундаментальным компонентом глобального углеродного цикла, поскольку фотосинтез — основной способ попадания углекислого газа в экосистемы. Изменения в этих экосистемах, вызванные засухой, могут иметь широкомасштабные последствия для глобального углеродного баланса.

Исследователи отмечают, что негативные воздействия на продуктивность растений, вероятно, будут значительно больше, чем предполагалось ранее, как при экстремальных, так и при продолжительных засушливых условиях.