10.10.2015

Размер и возраст растений значат больше, чем климат
В соответствии с результатами эпохального исследования учёных из Аризонского университета размер и возраст растений оказывает большее влияния на их продуктивность, чем температура и осадки.

Профессор Аризонского университета Брайан Энквист и докторант Шон Микалетц, вместе с Донглиангом Чэном из Фуцзянского педагогического университета в Китае и Дрю Керков из Кеньон колледжа в Гамбье, штат Огайо, объединили новую математическую теорию с данными из более чем 1000 лесов по всему миру, чтобы показать, что климат имеет относительно небольшое непосредственное влияние на чистую первичную продуктивность, или количество биомассы, которое растения производят за счёт сбора солнечного света, воды и углекислого газа.

– Фундаментальным предположением наших моделей, предназначенных для понимания того, как климат влияет на функционирование экосистем, является то, что температура и осадки напрямую влияют на то, с какой скоростью растения могут принять и использовать углекислый газ, – объясняет возглавляющий исследование профессор кафедры экологии и эволюционной биологии Брайан Энквист. – По сути, теплая и влажная среда, как полагают, позволяет метаболизму растений протекать быстро, а холодная и сухая среда замедляет обмен веществ и, следовательно, снижает производства биомассы в экосистемах. Это предположение имеет смысл, поскольку из бесчисленных экспериментов мы знаем, что температура и вода контролируют скорость роста растений. Тем не менее, применительно к масштабам целых экосистем, это предположение является ошибочным.

Чтобы проверить предположение в масштабах экосистем, команда учёных разработала новую математическую теорию, которая позволяет оценить относительную важность нескольких гипотетических факторов чистой первичной продуктивности. Затем эта теория была оценена с помощью нового обширного массива данных, собранного в более чем 1000 различных лесных районов по всему миру.

Анализ показал новую общую математическую взаимосвязь, которая управляет всемирными изменениями чистой первичной продуктивности земной экосистемы. Ученые обнаружили, что именно размер и возраст растения контролируют большую часть вариаций в продуктивности растений, а не температуры и осадки, как до этого традиционно считалось.

– Данное общее соотношение показывает, что климат не влияет на производительность за счёт изменения скорости метаболической реакции, лежащей в основе роста растения, но вместо этого, определяет размер растения и то, как долго они смогут прожить, – объясняет Шон Микалетц, ведущий автор исследования и докторант кафедры экологии и эволюционной биологии АУ. – Это означает, что растения в теплых и влажных средах могут больше вырастать благодаря тому, что их размер и более длительный вегетационный период позволяют им получать больше ресурсов, а не потому, что климат увеличивает скорость их метаболизма. Однако, по словам исследователей, данный вывод не означает, что климат совершенно неважен для продуктивности растений.

– Климат по-прежнему является важным фактором, – убеждён Микалетц, – но в настоящее время наше понимание того, как он влияет на функционирование экосистем, изменилось.

Эти новые результаты говорят о том, что математические модели, используемые для прогнозирования последствий глобального изменения климата можно улучшить за счет учета влияния размера и возраста растений на чистую первичную продуктивность.

Понимание того, как именно климат контролирует чистую первичную продуктивность важно для понимания обратных связей растений с атмосферой, которые управляют изменением климата. Другими словами, чтобы лучше предсказать, как экосистемы изменятся под воздействием климата, мы должны понимать, что влияет на количество растительной биомассы в данной области, а также знать её возраст.

Источник

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

3 + 6 =