Рослини можуть стати джерелом вуглецю через зміну клімату

Підвищення температури змінює здатність рослин утримувати воду і поглинати вуглець, що може посилити кліматичні зміни, перетворюючи рослинність із поглинача на джерело вуглецю.

Рослини є важливими регуляторами клімату, адже під час фотосинтезу вони поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень. Однак дослідження доктора Шона Міхалеця з Університету Британської Колумбії показало, що підвищення температури змушує рослини втрачати більше води через кутикулу – восковий шар, який не здатний закриватися, на відміну від продихів. Це відкриття може суттєво змінити кліматичні моделі, оскільки раніше вважалося, що основні втрати води відбуваються через пори листя, які закриваються у спеку.

У стані екстремальної спеки рослини не тільки втрачають більше води, а й обмежують фотосинтез, зменшуючи поглинання вуглецю. «Мої підрахунки на зворотному боці конверта показують, що лист середнього розміру при температурі 50°C може втрачати третину чайної ложки води на день через кутикулу», – зазначає Міхалець. У масштабах цілих екосистем це може порушити глобальний баланс води та вуглецю.

Яка температура є критичною для рослин?

У ході дослідження 200 видів рослин у Ванкувері вчені виявили, що фотосинтез порушується при 40–51°C, а температура вище 60°C призводить до руйнування клітин. Під час теплового купола у 2021 році температура досягала 49,6°C, що підштовхнуло рослинність до межі виживання.

Дослідники намагаються визначити “переломний момент”, коли рослини перестануть бути поглиначами вуглецю. За попередніми оцінками, це може відбутися при середньорічній температурі близько 30°C. Сьогодні середня глобальна температура становить 16°C, що наближає екосистеми до критичного стану швидше, ніж очікувалося.

Що нам можуть сказати експериментальні біосфери?

Міхалець брав участь у дослідженнях у проєкті “Біосфера 2”, який спочатку був запланований як замкнена екологічна система для перевірки можливостей виживання у космосі. Хоча експеримент зазнав труднощів через накопичення вуглекислого газу та психологічний стрес, він став основою для вивчення поведінки рослин за високих температур.

«Рослини пережили сотні мільйонів років змін клімату, але всі види мають фізичну межу виживання», – наголошує Міхалець. Питання в тому, наскільки швидко вони наближаються до цієї межі і як це вплине на баланс вуглецю в глобальному масштабі. Останні дані свідчать, що ми можемо бути значно ближче до цієї точки, ніж вважалося раніше.