Эксперимент с чайными листьями показал, что тропические леса могут быть устойчивее к изменению климата

Исследователи из Университета Северной Аризоны и Смитсоновского института нашли необычный метод, чтобы понять, как тропические леса переживут изменение климата — они заваривали чай из живых листьев, собранных с вершин лесного полога.

Результаты, опубликованные на этой неделе в JGR Biogeosciences, обнадеживают: ученые выяснили, что тропические леса могут быть менее чувствительны к изменению климата, чем изначально предполагалось.

«Эксперименты, подобные этому, помогут нам улучшить модели, которые предсказывают не только то, как тропические леса отреагируют на будущее потепление, но и каким будет климат Земли в будущем — даже здесь, в Аризоне», — сказал Бен Уиби, аспирант по экоинформатике в NAU и второй автор исследования.

Чтение по чайным листьям

Исследование под руководством Криса Доти, профессора экоинформатики в NAU, основывалось на предыдущей работе, опубликованной в Nature, которая показала, что некоторые листья в тропических лесах могут нагреваться до смертельно высоких температур при будущем изменении климата. Массовая гибель листьев в тропических лесах могла бы ускориться, если бы один погибший лист нагревал окружающие его живые листья. Однако до этого никто не проверял эту гипотезу на верхушке полога тропического леса.

Чтобы проверить это, исследователи погружали живые листья с верхушек крон панамского тропического леса в кипящую воду, пока те еще были прикреплены к деревьям. В сотрудничестве с Смитсоновским институтом тропических исследований ученые использовали canopy crane, чтобы получить доступ к самым верхним листьям крон различных видов деревьев. Погружение листьев в кипяток было самым быстрым и простым способом вызвать их тепловую смерть, что имитирует гибель от жары, вызванную будущим изменением климата. Затем они наблюдали за окружающими листьями.

«Этот неожиданный результат — хорошая новость, потому что он означает, что после гибели листья нагревают окружающие листья не так сильно, как мы думали, поэтому тропические леса могут быть менее чувствительны к изменению климата», — сказал Доти. — «Хотя кипячение листьев на верхушке леса может показаться нестандартным, этот метод „чтения по чайным листьям“ дал нам понимание, которое приближает нас к предсказанию будущего тропических лесов».

Со временем исследователи увидели, что мертвые листья действительно нагревали соседние листья, но меньше, чем ожидалось, потому что после гибели они становились значительно светлее. Мертвые листья не могут охлаждаться, испаряя воду, но они охлаждаются, отражая больше солнечной энергии.

Находясь на верхушке полога, исследователи также изучили, что происходит, если листья становятся темнее. В предыдущей работе члены команды обнаружили, что изменение климата может привести к появлению более тонких и темных листьев. Команда проверила это, искусственно затемняя верхние листья углем. Более темный лист должен был либо испарять больше воды для поддержания температуры, либо сильнее нагреваться, но было неясно, какой из исходов произойдет. Команда обнаружила, что листья в основном испаряют больше воды, но это отличается от прогнозов, даваемых моделями земных систем. Это простое различие может привести к разным прогнозам будущего климата.

«Может показаться глупым кипятить листья на верхушке тропического леса, но на самом деле это привело к результатам, которые помогут нам понять будущую судьбу этих бастионов углерода и биоразнообразия», — сказал исследователь тропических лесов Смитсоновского института Мартин Слот.

Тропические леса Амазонии, Конго и Юго-Восточной Азии играют ключевую роль в глобальном углеродном цикле, поглощая около 15% антропогенных выбросов CO₂ ежегодно. Понимание их устойчивости к изменению климата критически важно для точных климатических прогнозов.