Пылевые засухи приводят к беспрецедентным потерям в росте растений
Исследовательский центр полузасушливых пастбищ в северном Колорадо, США. Автор: Колледж естественных наук Университета штата Колорадо.
В ходе нового исследования, проведенного Университетом штата Колорадо (CSU) в США, было установлено, что интенсивные многолетние засухи оказывают значительное влияние на пастбища и заросли кустарников.
Результаты показывают, что растениеводство в экстремальная и продолжительная засуха оказывает серьезное воздействие на пастбища. Эти результаты вызывают обеспокоенность по поводу долгосрочного состояния окружающей среды, которая, как правило, переживает несколько лет умеренной засухи. “Мы показываем, что в сочетании экстремальные многолетние засухи оказывают даже более глубокое воздействие, чем один год экстремальной засухи или многолетние умеренные засухи”, — говорит Мелинда Смит, профессор биологического факультета ХСС, которая руководила исследованием.
“Пылевая чаша — хороший пример этого”.
На протяжении 1930-х годов центральная часть США, называемая Великими равнинами, переживала сильнейшую засуху, известную как «Пылевая чаша». В это время земля была настолько сухой, что часто случались сильные пыльные бури, уничтожавшие почти все посевы.
Укрытия от дождя в заповеднике дикой природы Пердью в Индиане, США. Автор: Джеффри Дюкс
“Хотя это продолжалось почти десять лет, такие последствия, как эрозия почвы и пыльные бури, проявлялись только в течение нескольких чрезвычайно засушливых лет подряд», — говорит Смит.
“Сейчас, в связи с нашим меняющимся климатом, ожидается, что засухи типа пылевого шара будут происходить чаще”.
Смит был одним из более чем 170 исследователей со всего мира, которые работали над исследованием. Они построили структуры для манипулирования осадками на выбранном количестве травянистых и кустарниковых зарослей на 6 континентах.
Эти структуры контролировали количество осадков, выпадающих в экосистемах, и имитировали экстремальную засуху, которая бывает 1 раз в 100 лет, в течение 4-летнего периода. Это означало, что команда могла изучать как краткосрочные, так и долгосрочные последствия экстремальных засух для экосистемы. Исследователи решили сосредоточиться только на травянистых и кустарниковых зарослях, поскольку они покрывают почти половину планеты и накапливают более 30% мирового углерода. Эти экосистемы также играют центральную роль в поддержании животноводства и растениеводства.
Экспериментальная площадка Оллменд в Швейцарии. Автор: Андреас Стампфли, Бернский университет прикладных наук
“Дополнительным преимуществом этого исследования является то, что масштаб эксперимента соответствует масштабам этих важных пастбищных и кустарниковых экосистем”, — говорит соавтор Алан Кнапп, эксперт в области экологии и эволюции растений и профессор ХСС.
На каждом участке, выбранном для исследования, в среднем за год выпадает разное количество осадков. Аналогичным образом, все участки имеют различные типы почв и растительности.
Это означало, что все отдельные экосистемы испытывали различное сочетание умеренной и экстремальной засухи и характера выпадения осадков, что создавало уникальные экспериментальные условия для проведения исследования. Результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Science, показывают, что потери продуктивности растений, скорость, с которой растения создают новые биоматериалы посредством фотосинтеза, были более чем в два раза выше после 4 лет сильной засухи по сравнению с аналогичными экосистемами, испытывающими умеренную засуху.
Экспериментальный полигон в облачных лесах долины Коснипата, Перу. Автор: Дэвид Бартоломью
При умеренной многолетней засухе урожайность резко снижалась в первый год, но затем сохранялась на том же уровне в последующие годы. Однако при экстремальных многолетних засухах в первый год наблюдалось резкое снижение, за которым с каждым годом следовало все большее снижение.
В среднем, в первый год при сильной засухе продуктивность растений снижалась на 29%, а на четвертый — на 77%. сайты. Исследователи связывают это снижение с такими факторами, как изменения в составе растительного сообщества и гибель видов.
По мнению Смита, исследование подчеркивает взаимосвязь между экстремальностью и продолжительностью засухи, что редко рассматривалось в предыдущих исследованиях. “Из-за исторической редкости экстремальных засух исследователи изо всех сил пытались оценить реальные последствия этих условий как в ближайшей, так и в долгосрочной перспективе”, — говорит Смит.
“Это масштабное, распределенное исследовательское мероприятие является по-настоящему командной работой и предоставляет платформу для количественной оценки и дальнейшего изучения возможных последствий усиления последствий засухи”.
Другие новости: