Благоприятные условия окружающей среды оказались важными для эффективного поглощения углерода лесами

Леса играют ключевую роль в смягчении последствий изменения климата, поскольку они являются одними из основных поглотителей углерода. Изменение климата может нарушить способность лесов поглощать углерод и повлиять на продуктивность лесных экосистем. Поэтому важно понимать процессы накопления углерода в древесине растений.

Международная команда ученых, в состав которой вошел специалист из Красноярского научного центра СО РАН, выявила временную связь сезонной динамики усвоения углерода лесами и образования древесины. Понимание этой динамики может улучшить прогнозы поглощения углерода лесами. Исследование подчеркивает необходимость данных высокого разрешения о потоках углерода и образовании древесины для снижения неопределенностей в понимании роли лесов в балансе углерода.

Древесина — основной накопитель углерода в растениях. Её образование требует больших затрат этого элемента. Углерод взаимодействует с другими элементами, такими как кислород, водород и азот, образуя сложные органические соединения, которые формируют структуру древесины.

Специалисты изучили данные, собранные на 177 лесных участках, расположенных в бореальных, умеренных и средиземноморских биомах, и сравнили внутригодовую динамику потоков углерода и образования древесины по всему Северному полушарию.

Результаты исследования показали, что в периоды сезонных пиков, когда растения активно поглощают углерод, происходит также интенсивное формирование древесины. В непиковые периоды эта взаимосвязь нарушается, что приводит к накоплению углерода внутри растения. Ученые объяснили это различной чувствительностью этих процессов к факторам окружающей среды. Так, процессы, связанные с ростом, более чувствительны к температуре и водному стрессу, чем фотосинтез. Например, в условиях засухи доступность воды для растений снижается, что приводит к изменениям в распределении углерода: он концентрируется в растениях. Таким образом, неблагоприятные погодные условия могут накладывать ограничения активность поглотителей углерода и нарушают синхронизацию между ассимиляцией и ростом углерода.

Александр Кирдянов, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН. Фото: Анастасия Тамаровская / ФИЦ КНЦ СО РАН

«Наш анализ дает уникальную широкую картину общей координации источников и стоков углерода в больших масштабах. Следовательно, это исследование углубляет наше понимание последствий изменения климата для поглощения углерода в лесах Северного полушария. Асинхронность между ассимиляцией углерода и ростом клеток при формировании древесины зависит от различной чувствительности этих процессов к факторам окружающей среды и, возможно, к различиям в стратегиях использования ресурсов, специфичных для биома. Такой анализ является важным шагом для уменьшения источников неопределенности в глобальных моделях динамики растительности и достижения более глубокого понимания параметров цикла углерода в лесных экосистемах в глобальном масштабе», — рассказал Александр Кирдянов, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.