«Учитывая потенциальные негативные последствия изменения климата, один ключевой вопрос, на который мы пытаемся ответить при изучении тропической экологии, — это то, как тропический лес реагирует на длительную засуху», — говорит Кайю Гуан, ученый-эколог из Университета Иллинойса. . «Если мы не знаем их ежедневных или сезонных показателей, с какой уверенностью мы можем рассчитывать на будущее лесов через 20, 30 или более лет?»Анализируя данные из нескольких источников, включая отдельные листья, данные камер с башен над кроной листьев и спутниковые снимки, полученные за десятилетия, Гуан и его коллеги измерили скорость фотосинтеза в ландшафте. Фотосинтез — процесс, который зеленые растения используют для преобразования энергии солнца, которую растения используют для роста — из тропических лесов, играет огромную роль в определении глобальной концентрации CO2 в атмосфере, которая тесно связана с глобальной температурой и скоростью изменения климата.
«Объединив все данные, мы обнаруживаем, что засушливый сезон в Амазонке усилил фотосинтез», — говорит Гуан. «В сезон дождей может быть меньше фотосинтеза из-за облачности, которая ограничивает количество света, которое растения могут использовать».Гуань объясняет, что понимание сезонности фотосинтеза может помочь ученым оценить, находится ли Амазонка в состоянии стресса и как она справляется со стрессом и восстанавливается после него.«Во время засушливого сезона можно подумать, что растения будут испытывать водный стресс, а фотосинтез снизится, но, глядя на несколько источников данных за эти годы, мы обнаруживаем, что растения не подвергаются стрессу, потому что грунтовые воды переносятся с прошлого года. ," он говорит.
Похоже, что это не просто количество листьев, способствующих более высокому фотосинтезу в сухой сезон.
Гуан и его сотрудники считают, что на самом деле влияет качество листьев, которое меняется с возрастом.«Количество листьев может объяснить только около 5 процентов всех вариаций фотосинтеза, так что же на самом деле происходит? Дело в качестве листьев. Иными словами, в младенчестве вы не очень продуктивны.
Когда вы становитесь больше В зрелом возрасте вы более продуктивны. Затем, когда вы станете старше, ваша продуктивность снова снизится. Это верно как для людей, так и для растений. Листья в тропических лесах возрастом 3 или 4 месяца более продуктивны.
Подходит к концу засушливого сезона, листья стареют, и их продуктивность снова снижается. Таким образом, сочетание количества и качества листьев вместе может удовлетворительно объяснить закономерность », — говорит Гуан.Гуань предупреждает, что если лес переживает несколько засух, унос воды истощается — тропический лес реагирует на климат.«Тропический лес также поглощает большую часть углерода», — говорит Гуань. «Это двигатель, который управляет углеродным циклом для всего мира, что делает его важным, когда мы обсуждаем изменения климата.
Глобальное потепление зависит от концентрации CO2 в атмосфере, поэтому нам нужно заботиться о углероде.«Большинство климатических моделей демонстрируют тенденцию к усыханию тропических лесов с более продолжительным засушливым сезоном. Это повод для беспокойства за будущее Амазонки», — говорит Гуан. «Если мы пренебрегаем этим, это может иметь последствия по всему миру. Мы должны признать важность этого образца тропических лесов, в котором функционирует вся наша глобальная экосистема.
Здоровье этих систем очень важно для людей».Помимо того, что Гуань является доцентом кафедры экогидрологии и геоинформатики на факультете природных ресурсов и наук об окружающей среде Колледжа сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук Университета I, Гуань работает совместно с профессором Blue Waters в Национальном центре. для суперкомпьютерных приложений (NCSA).
Используя ту же спутниковую технологию, Гуань в настоящее время изучает сельскохозяйственные системы в тропических и умеренных регионах, таких как кукурузный пояс США. «Мы хотели бы создать спутниковую систему для мониторинга всей продуктивности продовольствия в Соединенных Штатах, чтобы прогнозировать урожайность».Приведенный выше отчет основан на четырех недавних статьях, опубликованных в журналах Science, Nature, Nature Geoscience и Global Change Biology с Гуаном в качестве ведущего автора или соавтора вместе с исследователями из учреждений США из Аризоны, Массачусетса, Мичигана, Нью-Мексико. , и Калифорния, а также из Бразилии, Австралии и Японии.