Осенью деревья не просто изменяют цвет, а высасывают питательные вещества — азот и фосфор — из листьев, передают их в ветки, ствол и корни, а затем сбрасывают листья, чтобы не тратить энергию на их поддержание зимой. Этот процесс называется «осенним старением листьев» (DFS).
Почему листья желтеют раньше времени: исследование
Каждую осень листья желтеют — так они готовятся к зиме. Однако засуха способна вынудить деревья начать процесс «старения» листьев раньше срока.
Freepik
Ученые из Юньнаньского университета выяснили, что засуха и жара заставляют деревья «нервничать» и начинать процесс «старения листьев» раньше срока. Исследование было опубликовано в Nature Communications.
Как климат влияет на осень
Долгое время считалось, что теплая осень отодвигает листопад. Однако это не совсем так. Дело не в температуре, а в воде. Если ее достаточно — тепло действительно задерживает пожелтение.
А вот если засуха, листья меняют окрас раньше, даже если тепло. Это происходит из-за того, что при нехватке воды деревья экстренно сбрасывают листья, чтобы сохранить оставшуюся влагу.
Байесовская структура на основе копулы для идентификации PDT-DFS.
Китайские ученые проанализировали данные с 1951 года, индексы засухи и спутниковые снимки с 1982 по 2021 годы. Оказалось, что существуют «критические пороги» засухи, при которой деревья начинают «стареть» досрочно.
Например, если индекс засухи достигает -2,59, листья желтеют на две-три недели раньше.
Почему жара днем опаснее
Исследователи разделили волны тепла на дневные — максимальная температура днем — и ночные — температура ночью не опускается ниже нормы. Выяснилось, что дневная жара при засухе приводит к катастрофе для деревьев. Ночная же — менее вредна.
Это связано с тем, что днем устьица — поры на деревьях — открыты. Они испаряют воду, из-за чего дерево теряет влагу. Ночью же устьица закрыты.
Предсезонные волны тепла изменяют PDT-DFS на основе наборов данных, полученных со спутников.
Однако не все экосистемы одинаково уязвимы. Лучше себя чувствуют обладатели глубоких корней, которые добираются до подземных вод, и густого полога — листва создает тень и сохраняют влагу.
Но если засуха продолжается слишком долго, эти механизмы не помогают.
Будущее деревьев
Ученые смоделировали климат до 2100 года и получили тревожные прогнозы. Они обнаружили, что в будущем более 51% регионов Северного полушария станут чувствительны к засухам. Там «осеннее старение» будет наступать раньше всего.
Впоследствии это приведет к меньшему поглощению CO₂ и более короткому вегетационному периоду, то есть к снижению продуктивности лесов. Есть также риск гибели деревьев.