Тропические леса находятся в пределах критического температурного порога

Есть веские основания полагать, что никакие два тропических леса не обязательно имеют одинаковую температуру полога. Точно так же никакие два дерева в тропическом лесу не обязательно имеют одинаковую температуру кроны. На самом деле не обязательно верно, что каждый лист данного дерева имеет одинаковую температуру.

На протяжении 150 лет ученые знали, что когда листья достигают определенной температуры, их фотосинтетический механизм выходит из строя, а это означает, что они больше не могут объединять свет, углекислый газ и воду для производства сахаров, которые их поддерживают. Теперь возникает вопрос: насколько близки пологи тропических лесов к достижению этих пределов?

Вслед за самыми теплыми месяцами за всю историю планеты Земля новое исследование показало, что пологи тропических лесов мира могут быть ближе к критическому порогу высоких температур, чем считалось ранее, но что умеренно амбициозные меры по смягчению последствий изменения климата могут избежать этих опасных порогов.

Исследование «Тропические леса приближаются к критическому температурному порогу» было опубликовано в престижном академическом рецензируемом журнале Nature 24 августа 2023 года. Исследование финансировалось Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), Департаментом образования и Обучение — Австралийский исследовательский совет (ARC) и Исследовательский совет Великобритании по исследованию окружающей среды (NERC).

Ученые и коллеги Чепмена подсчитали, что тропические леса мира могут выдержать повышение температуры воздуха почти на четыре градуса по Цельсию из-за изменения климата, прежде чем наступит потенциальный переломный момент в фотосинтетической функции. Небольшой процент тропических листьев уже достигает или превышает температуру, при которой они больше не могут функционировать. Они изучили данные со всех тропических лесов мира, в том числе в Карибском бассейне, Центральной Америке, Южной Америке, Африке, Австралии и Юго-Восточной Азии.

Одним из наиболее впечатляющих аспектов исследования являются методы, используемые для определения температуры листвы, которые варьировались от экспериментов по согреванию листьев в кроне до тепловидения НАСА.

«Примечательно, что мы можем наблюдать температуру тропических лесов мира с помощью прибора на Международной космической станции, вращающейся на высоте 400 км над поверхностью Земли и движущейся со скоростью почти 29 000 км в час», — сказал Грегори Голдсмит, доктор философии, доцент биологические науки в Колледже науки и технологий Шмида Чепмена. «Не менее примечательно представить себе кропотливые усилия по измерению температуры отдельных листьев в кроне вручную. Нам нужны как наземные, так и спутниковые наблюдения, чтобы понять температуру полога тропических лесов».

В Амазонии уже наблюдается несколько более высокая температура, чем в бассейне Конго, и она подвергается большему риску. «Хотя в прошлом в тропических лесах наблюдалось потепление, нынешнее повышение температуры является беспрецедентным», — сказал Голдсмит.

Если эти пиковые температуры сохранятся и изменение климата продолжится, целые пологи могут начать умирать. Эти выводы имеют серьезные последствия, поскольку тропические леса являются домом для большей части мирового биоразнообразия и являются ключевыми регуляторами нашего климата.

Голдсмит и Джошуа Фишер, доктор философии, доцент кафедры экологических наук и политики, а также сотрудники Шмидского колледжа науки и технологий Университета Чепмена, входили в международную команду из 18 ученых, которую возглавлял доктор Кристофер Даути из Северного университета. Университет Аризоны.

«Исторически мы либо изучали отдельные деревья для сбора данных в небольших масштабах, либо использовали спутниковые инструменты для сбора данных в больших масштабах. Чего не хватало, так это способа сбора данных в небольших масштабах в тропиках», — сказал Фишер, который помогал запустить спутник ECOSTRESS, работая ученым НАСА в Лаборатории реактивного движения (JPL) пять лет назад, прежде чем присоединиться к профессорско-преподавательскому составу Университета Чепмена. «Именно здесь мы обратимся к спутниковому дистанционному зондированию. Мы смогли измерить температуру деревьев напрямую с невероятно высоким разрешением, даже из космоса, используя тепловое инфракрасное зондирование».