Вода из многолетней мерзлоты поможет деревьям пережить засуху при потеплении климата

Ученые из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» с коллегами и Великобритании, Чехии и Швейцарии определили, что вода из мерзлоты может помочь деревьям Севера адаптироваться к изменяющимся условиям, в том числе к возникновению засух.

По словам исследователей, в условиях глобального потепления таяние многолетней мерзлоты будет оказывать значительное влияние не только на инфраструктуру Субарктики и Арктики, но и на экосистемы северных лесов.  Многолетняя мерзлота — это слой почвы, который остается в мерзлом состоянии (ниже0 °С) на протяжении от двух до тысяч лет. Она оказывает непосредственное влияние на функционирование и продуктивность большей части северных (бореальных) лесов, крупнейшего наземного биома на Земле. В последние десятилетия в зоне бореальных лесов значительно потеплело, экстремальные погодные явления на этой территории становятся все более частыми. Понимание реакции мерзлоты на эти изменения важно для прогнозирования состояния лесов в условиях глобального потепления.

Авторы работы выяснили, что таяние многолетней мерзлоты может смягчить стресс от засухи, вызванный потеплением, у деревьев бореальных лесов. Они изучили ширину годичных колец и состав стабильных изотопов углерода и кислорода деревьев лиственницы Гмелина для шести участков в пределах зоны сплошного распространения многолетнемерзлых почв в северной тайге Центральной Сибири. На рост деревьев в мерзлотной зоне, прежде всего, влияют температура воздуха и почвы, а также содержание влаги в сезонно-талом слое и верхних слоях мерзлоты. Результаты исследований показали, что более глубокое оттаивание почвы стимулирует радиальный рост деревьев. По изотопному же составу древесных колец ученые установили, что деревья справляются с дефицитом влаги в условиях засушливого лета, получая воду из оттаивающего мерзлого слоя почвы. Таким образом, роль мерзлоты как источника воды в теплое и засушливое лето увеличивается.

По мнению специалистов, потепление в будущем может привести к долгосрочному иссушению поверхностных слоев почвы в зоне сплошного распространения многолетней мерзлоты. В этих условиях деревья за счет развитой корневой системы могут получить доступ к более глубоким горизонтам оттаивающей мерзлой почвы. Это сможет поддержать рост деревьев бореальных лесов в условиях меняющегося климата.

«Выявление роли верхних слоев многолетнемерзлых почв для водного обеспечения деревьев в засушливые периоды является важнейшим результатом, который позволяет раскрыть механизмы адаптации деревьев к меняющимся условиям среды. Детальное понимание этого явления предоставит возможность доработать стратегию сохранения лесных экосистем мерзлотной зоны в условиях глобального потепления», — рассказал ведущий научный сотрудник Института леса имени В. Н. Сукачева ФИЦ КНЦ СО РАН  Александр Кирдянов.

В исследовании также принимали участие специалисты из Сибирского федерального университета, Кембриджского университета, Швейцарского федерального института леса, снега и ландшафта, Масариковского университета (Чехия), Института исследования глобальных изменений Чешской академии наук. 

Результаты работы, поддержанной Российским научным фондом, опубликованы в журнале Science of The Total Environment.

.