Из-за изменения климата, вызванного парниковыми газами, деревья все чаще подвергаются сильной засухе и жаре. Однако вопрос о том, как повышенная концентрация CO2 в атмосфере влияет на физиологическую реакцию деревьев в условиях климатического стресса, является весьма спорным. Углекислый газ, как известно, является основным питательным веществом растений.
Посредством фотосинтеза растения используют солнечный свет для преобразования CO2 и воды в углеводы и биомассу. Однако периоды засухи и жары повышают уровень стресса деревьев. Их корни с трудом достигают воды.
Чтобы уменьшить потери от испарения, деревья закрывают устьица своих листьев, в результате чего они поглощают меньше CO2 из воздуха.
Эти взаимосвязи теперь более подробно изучены лабораторией экофизиологии растений отдела атмосферных исследований окружающей среды Института метеорологии и климатических исследований KIT (IMK-IFU), Campus Alpine KIT в Гармиш-Партенкирхене. Вместе с учеными из Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене, Венского университета и Научного института Вейцмана в Реховоте, Израиль, исследователи KIT изучили влияние повышенной концентрации CO2 на углеродный метаболизм и эффективность использования воды соснами Алеппо (pinus halepensis). при засухе и жаре.
Как сообщили исследователи из New Phytologist, они выращивали сосны Алеппо из семян при атмосферных условиях, а также при значительно повышенной концентрации CO2 (421 ppm и 867 ppm). Затем полуторагодовалые деревья либо хорошо поливали, либо оставляли сохнуть на месяц. Затем их высаживали в высокотехнологичные помещения для растений и подвергали воздействию температур, постепенно повышающихся с 25 ° C до 40 ° C в течение десяти дней. В течение этого периода ученые постоянно измеряли газо- и водный обмен деревьев и анализировали жизненно важные продукты обмена.
Результаты исследования: Повышенная концентрация СО2 уменьшила потерю воды деревьями и повысила эффективность их использования воды при возрастающей тепловой нагрузке. Однако чистое поглощение углерода значительно снизилось. Кроме того, жара отрицательно сказывалась на метаболических свойствах деревьев, в то время как метаболизм вряд ли выиграл от увеличения поступления CO2.
Основным наблюдаемым положительным эффектом была повышенная стабильность белков корня. «В целом влияние повышенной концентрации CO2 на стрессовые реакции деревьев было довольно умеренным. С усилением жары и засухи он значительно уменьшился », – резюмирует д-р. Надин Рур, руководитель лаборатории экофизиологии растений IMK-IFU. «Из этого мы делаем вывод, что увеличивающаяся концентрация CO2 в атмосфере не может компенсировать стресс деревьев в результате экстремальных климатических условий."