Чем быстрее растут деревья, тем раньше они умирают. К такому выводу пришла команда исследователей, проанализировав данные о годичных кольцах 110 видов деревьев со всего мира. Как отмечается в статье для журнала Nature Communications, открытие указывает, что биомасса лесов вряд ли вырастет в ответ на рост концентрации углекислого газа в атмосфере. Это значит, что один из важнейших «климатических буферов» оказался менее надежным, чем считалось ранее.
Наземные экосистемы поглощают около трети углекислого газа, выброшенного в атмосферу в результате деятельности человека. Одними из главных его аккумуляторов считаются деревья. Высокие концентрации CO2 позволяют им расти быстрее, что отчасти смягчает интенсивность изменений климата. Согласно прогнозам экспертов, в будущем деревья продолжат выполнять роль «климатического буфера».
Однако есть опасения, что ускоренный рост сокращает продолжительность жизни деревьев. Чем меньше они живут, тем быстрее накопленный ими углерод возвращается в атмосферу. В результате эффективность улавливания CO2 снижается, что отрицательно сказывается на стабильности климата. Наблюдения уже свидетельствуют о возросшей гибели деревьев по всему миру, однако до сих пор ученым не удавалось достоверно связать ее с увеличившейся скоростью их роста.
Команда исследователей во главе с Роэлем Бриненом (Roel Brienen) из Лидского университета решила выяснить, насколько широко распространен конфликт между скоростью роста деревьев и продолжительностью их жизни. До сих пор он был доказан лишь для небольшого числа видов, в основном произрастающих в горных и северных лесах. Авторы собрали намного более масштабную выборку: они проанализировали закономерности роста 110 видов деревьев, произрастающих от Арктики до тропических лесов. Для этого им пришлось изучить годичные кольца 210 тысяч экземпляров с 70 тысяч участков.
Анализ подтвердил, что скорость роста деревьев отрицательно коррелирует с продолжительностью их жизни. Максимальный возраст быстрорастущих видов оказался ниже, чем у медленнорастущих (p<0,001). Аналогичная закономерность наблюдается среди представителей отдельных видов: чем интенсивнее рост конкретного дерева на ранних этапах жизни, тем ниже шанс, что оно доживет до преклонных лет. Например, самые старые экземпляры черных елей (Picea mariana) из Канады в молодости росли медленно.
Из 82 видов, для которых были доступны соответствующие данные, конфликт между скоростью роста и продолжительностью жизни подтвердился для 74. Он был характерен для деревьев из разных климатических зон и систематических групп (голосеменных и покрытосеменных). В среднем увеличение скорости роста в первые годы на 50 процентов сокращало продолжительность жизни на 23 процента.
Существует вероятность, что и скорость роста, и продолжительность жизни деревьев зависят не друг от друга, а от неких условий окружающей среды, например, температуры или влажности. Однако более тщательный анализ, который авторы провели для черных елей, позволил отказаться от этой гипотезы. Он показал, что ни один из экологических факторов не может в одиночку объяснить отличия в темпах роста и максимальном возрасте деревьев.
Из нескольких теорий, объясняющих конфликт между скоростью роста и продолжительностью жизни деревьев, авторы склоняются к одной. Согласно ей, у каждого вида деревьев в определенной местности есть максимальный размер. Чем быстрее растет дерево, тем раньше оно его достигает, после чего риск гибели повышается из-за физиологических ограничений.
Дополнительное моделирование, проведенное на основе данных о черных елях, показало, что, когда деревья быстрее растут и раньше умирают, круговорот биомассы ускоряется. Правда, заметить это можно лишь с задержкой в десять-двадцать лет. Таким образом, несмотря на увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере, объем лесной биомассы в долгосрочной перспективе расти не будет.
Открытие ставит под сомнение многие прогнозы, согласно которым в будущем леса будут поглощать все больше углекислого газа. Иными словами, эффективность одного из «климатических буферов», на которые мы рассчитывали, намного ниже, чем считалось прежде.
Многие долгоживущие деревья кажутся бессмертными. Например, гикнго двулопастному (Ginkgo biloba) приписывалась способность не стареть. Однако анализ, проведенный специалистом по физиологии растений Сержи Мунне-Бошем, продемонстрировал, что эти деревья все-таки стареют и умирают от старости, просто это происходит слишком медленно для человеческого восприятия
Сергей Коленов