Увеличения площади листьев не помогло лесам Индии стать продуктивнее

С 2001 по 2019 годы чистая продуктивность лесов Индии снизилась на 6,19 процента, несмотря на то, что площадь листьев за это же время увеличилась на 18,5 процента. Ученые связали это с ростом температуры воздуха: потепление привело к угнетению процесса фотосинтеза и увеличению затрат растений на дыхание (p < 0,02). Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Рост концентрации углекислого газа в атмосфере может быть потенциально полезен растительному покрову: именно с его антропогенными выбросами некоторые эксперты связывают увеличение площади поверхности листьев на суше, которое наблюдается с начала XXI века. Однако недавние исследования показали, что несмотря на увеличение индекса площади листьев на 0,23 процента в период с 2000 по 2015 годы, валовая первичная продуктивность (количество CO₂, улавливаемого растениями в единицу времени во время фотосинтеза) за это же время выросла всего на 0,08 процента, а чистая первичная продуктивность (она равна валовой первичной продуктивности за вычетом затрат на дыхание), предположительно, даже снизилась.

Ученые под руководством Рипана Даса (Ripan Das) из Индийского института технологии в Бомбее исследовали изменение чистой первичной продуктивности растительного покрова Индии на фоне увеличения площади его листовой поверхности с 2001 по 2019 годы. Для этого они использовали спутниковые данные MODIS об индексе листовой поверхности, валовой и чистой продуктивностях и выявляли связи между ними с помощью регрессионного и корреляционного анализов. Сейчас Индия находится на втором месте в мире по увеличению площади листьев после Китая — ее территория озеленилась (то есть площадь листьев выросла) на 18,51 процента, но самые высокие оценки роста первичной продуктивности при этом не превышают 3,9 процента за 10 лет. Этот парадокс делает ее растительный покров удачным объектом для изучения длительного отклика на глобальное потепление.

Оказалось, что с начала XXI века валовая первичная продуктивность практически не менялась, а чистая — снизилась на 6,19 процента. Особенно резкий контраст между увеличением площади листьев и падением чистой первичной продуктивности наблюдался на северо-востоке страны, в Западных Гатах и на восточном побережье. Эти регионы дают примерно 30 процентов зеленой продукции в стране и одновременно с этим в наибольшей степени подвержены потеплению и волнам жары. Согласно статистическому анализу, основным фактором, вызвавшим снижение продуктивности в местных лесах, является именно высокая температура, превысившая оптимальные для протекания фотосинтеза значения (в разных регионах p-значение от 0,001 до 0,08). Авторы отметили, что способность индийских лесов поглощать углерод с начала века снижается, и основными причинами этого могут быть увеличение дыхание и снижение устьичной проводимости, которые возникают в ответ на потепление.

Несмотря на то, что потепление не оказывает однозначно положительного влияние на растительный покров суши, он остается одним из главных пулов для поглощения и удержания атмосферного углерода. Недавно ученые оценили глобальный потенциал депонирования углерода лесными экосистемами, и пришли к выводу, что леса способны накопить еще порядка 226 миллиардов тонн углерода.