Повышение средней температуры в том или ином регионе всего на 4 градуса против привычного уровня может привести к пятикратному росту смертности среди населяющих данную местность деревьев. К такому неутешительному выводу пришли биологи из университета Аризоны (University of Arizona), поставившие любопытный опыт.

Он проходил в гигантской оранжерее "Биосфера-2" (Biosphere 2) — самой крупной в мире замкнутой искусственной экосистеме, в которой под герметичным куполом можно моделировать самые различные климатические условия.

Мы как-то рассказывали о том, как университет Аризоны спас этот уникальный комплекс от уничтожения. Ныне же учёные поделились результатами некоторых экспериментов, проводимых там.

Директор Biosphere 2 Трэвис Хаксмен (Travis Huxman) объясняет, почему именно этот комплекс впервые позволил провести опыт такого рода. Мало того что это герметично закрывающаяся оранжерея со множеством "климатических зон" и очень точно контролируемыми условиями. "Масштаб "Биосферы 2" позволяет нам использовать зрелые деревья с хорошо развитой корневой системой, а не просто саженцы в горшках", – говорит Хаксмен (фотографии UA Biosphere 2).

Биологи поставили интересный опыт с соснами-пиньон (Pinyon pine), произрастающими на юге США и в Мексике. 20 таких зрелых деревьев были пересажены в "Биосферу-2", причём половину посадили в отсеке с температурой, нормальной для их ареала, а половину — в оранжерею с температурой, повышенной на 4 градуса.

4 градуса были выбраны неслучайно — именно на такую величину, по прогнозу специалистов, потеплеет земной климат к 2100 году (в сравнении с климатом доиндустриальной эпохи), если накопление парниковых газов продолжится примерно на том же уровне.

Затем деревья подвергли засухе, причём нехватка воды была одинаковой для обеих групп. Все сосны в "тёплой" оранжерее погибли раньше своих "холодных" собратьев, и произошло это на 28% быстрее.

"Это тип данных, с которыми вам не нужно подсчитывать статистику, потому что цифры не совпадают. Полученные результаты говорят, что если климат тёплый, требуется гораздо более короткая засуха, чтобы убить деревья. А коротких засух (о чём свидетельствует история) бывает намного больше, чем продолжительных", — говорит руководитель эксперимента Генри Адамс (Henry Adams).

Помимо исследовательской Biosphere 2 обладает и образовательной функцией – в суперкомплекс теперь водят посетителей. На снимке Адамс показывает сосны-пиньон гостям "Биосферы". Кстати, детали этого эксперимента можно найти в статье в PNAS (фото Joe Martinez, UA Biosphere 2).

Исследователи экстраполировали эти результаты на столетнюю запись засух в регионе и выяснили, что высокая температура повышает смертность деревьев впятеро сама по себе, даже без учёта роста числа и силы засух, или всплеска размножения вредителей-короедов (также прогнозируемых в связи с потеплением).

Механизм такого драматического воздействия температуры прост. При засухе сосны закрывают поры в своих иглах, чтобы предотвратить потерю воды. Причём чем выше температура, тем больше "закупорка". Но тем самым растения лишают себя доступа к атмосферному углекислому газу, необходимому для фотосинтеза. И если такая задержка дыхания продолжается достаточно долго — сосна умирает (аналогичный принцип можно распространить и на другие деревья).

Таким образом, учёные на практике показали, насколько сильно зависит выживаемость деревьев в засуху от температуры (при одном и том же уровне нехватки H₂O).

"Поскольку значительная часть работы выполнялась в ходе 17-часовых смен, я тут выгляжу несчастным", – сопровождает Генри пояснением этот свой портрет на фоне подопытных деревьев (фото Joe Martinez, UA Biosphere 2).

Выводы эксперимента нашли своё подтверждение и в исторических записях. Исследователи сравнили число погибших сосен-пиньон во время засух в США в 1950-х и в 2000 году. Оказалось, что на рубеже веков умерших деревьев было намного больше, при том что сама засуха была слабее, чем полвека назад. Но зато она проходила при большей температуре. Потому в 2000-м погибали даже сосны, у которых был доступ к воде. В 1950-х же, хотя нехватка влаги и была существенно большей, температура воздуха была ниже — это спасло деревья.

"Я не хочу быть паникёром, однако это суперконсервативный прогноз, поскольку результат относится только к температуре, а не к увеличению числа засух или короедов, которые, как мы знаем, усугубят проблему. Так что мы вправе ожидать больших перемен", — заявил один из участников проекта профессор Дэвид Брешерс (David D. Breshears)

"Эксперимент "Биосфера 2" является важным шагом в понимании того, как глобальное потепление климата может вызвать крупномасштабные изменения в растительности в очень коротких временных рамках", — заключает Дэвид.

Печальный итог опыта с засухой. Внизу – панорама комплекса (фото Joe Martinez, UA Biosphere 2).

Добавим, что поистине драматический эффект глобального потепления в далёком прошлом доказан как в численной модели, так и на примере погибшего леса. А нынешний опыт демонстрирует, насколько сильным может быть эффект от слабых, казалось бы, "возмущений".

Что делать? Очевидно, пытаться решать проблему в комплексе. Однобокими мерами не обойтись. Правда, о роли человечества в глобальном потеплении учёные до сих пор жарко спорят. Может, наш вклад не столь уж велик, а главный виновник, к примеру, Тунгусский метеорит?

Погибшие под куполом сосны, в конце концов, это лишь повод для долгого разговора. Мы знаем, что равновесие в природе — хрупкое, а связи в ней — далеко не очевидны. Вот, утверждают учёные, даже высадка лесов не всегда полезна для экологии. Быть может, надо сразу переселяться на Луну? Недавно был обнародован план первой высадки на Селене цветов. Кстати, за проектом стоят люди, проведшие под стеклянным куполом Biosphere 2 пару лет. Интересное всё-таки место.