Понимание важности этих косвенных воздействий по сравнению с прямыми воздействиями улучшит наше понимание того, как экосистемы реагируют на изменение климата.Исследование с участием ученых из Саутгемптонского университета показало, что эти косвенные воздействия особенно сильно повлияли на экосистемы с ограниченными водными ресурсами в засушливых и полузасушливых регионах, таких как Великие равнины и юго-запад США, а также некоторые в Австралии и Средиземноморской Европе. эффекты. Для этих экосистем важность косвенных воздействий была такой же, а в некоторых случаях и большей, чем прямые воздействия.Соавтор, д-р Афанасиос Пашалис, научный сотрудник группы New Frontiers в группе водной и экологической инженерии в Университете Саутгемптона, сказал: «Эти результаты имеют большое значение для нашего понимания реакции экосистем на выбросы CO2, будущего водных ресурсов и глобального развития. прогнозы удобрения CO2.
Это связано с тем, что, хотя прямые эффекты обычно понимаются и легко воспроизводятся в моделях, моделирование косвенных эффектов намного сложнее и их трудно количественно оценить ».Повышение уровня CO2 напрямую влияет на многие растения, стимулируя фотосинтез и уменьшая потерю воды (транспирацию растений) за счет уменьшения открытия мелких пор в листьях, известных как «устьица». Это вызывает еще несколько тонких, косвенных эффектов. Например, когда растения закрывают устьица, они расходуют меньше воды в почве, изменяя количество воды в почве, доступной другим растениям.
В то же время измененная доступность воды и усиленный фотосинтез могут изменить количество микробной биомассы в листьях, корнях и под землей, что приведет к изменениям в функционировании экосистемы.В исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), исследователи обнаружили, что эти косвенные эффекты объясняют в среднем 28% общей реакции продуктивности растений и почти равны размеру прямых эффектов. по суммарному испарению (ЭТ) — сумме испарения и транспирации растений с земли в атмосферу.Используя компьютерное моделирование, исследователи изучили влияние повышенного содержания CO2 в различных экосистемах.
Они смогли конкретно определить, для каких экосистем и климатических условий косвенное воздействие повышенного содержания CO2 имеет решающее значение.Моделирование показало, что косвенное влияние увеличения CO2 на чистую первичную продуктивность (сколько углекислого газа поглощает растительность во время фотосинтеза минус количество углекислого газа, выделяемого растениями во время дыхания), велико и варьируется от менее 10% до более чем 100 процентов размера прямых эффектов. Для ET косвенные эффекты в среднем составляли 65% от размера прямых эффектов.
Косвенные воздействия, как правило, были значительно сильнее в экосистемах с ограниченными водными ресурсами.Д-р Пашалис добавил: «Понимание реакции растений на повышенные концентрации CO2 имеет большое значение с потенциальными последствиями для мировой экономики, водной и продовольственной безопасности в условиях меняющегося климата».
Исследование проводилось д-ром Симоне Фатичи (ETH Zurich, Швейцария), в нем участвовали исследователи из Оклендского технологического университета (Новая Зеландия), Саутгемптонского университета (Великобритания), Университета Дьюка (США), Университета Вилланова (США) и Университета им. Тасмания (Австралия).