Ветер влияет на водный обмен растений, повышая их устойчивость к засухе

Исследователи из Южно-Китайского ботанического сада Китайской академии наук изучили глобальную изменчивость водного обмена растений в зависимости от скорости ветра. Результаты опубликованы в Nature Ecology & Evolution.

Ветер — важный экологический фактор, влияющий на леса. Его воздействие на водный обмен растений многогранно и связано с водным и энергетическим балансом, а также с морфологией растений. Однако глобальный эффект ветра оставался малоизученным.

Учёные использовали полевые измерения, базу данных признаков растений и научную литературу, чтобы создать глобальный набор данных по водному обмену. Он включает ключевые параметры:

• Водный потенциал при 50% потере гидравлической проводимости (P₅₀)
• Удельную гидравлическую проводимость ксилемы (K_s)
• Отношение площади листьев к площади ксилемы (A_L/A_S)
• Диаметр проводящих элементов (D)

Набор данных охватывает 1922 вида древесных растений из 469 локаций по всему миру, что соответствует 2786 комбинациям "вид-место".

Основные выводы:

Скорость ветра влияет на водный обмен растений, даже с учётом других климатических факторов (индекс влажности, температура, дефицит давления пара). Виды, растущие в более ветреных условиях, развивают ксилему с меньшим диаметром проводящих элементов и более низкой удельной гидравлической проводимостью. Эти черты повышают устойчивость к засухе, сокращая потерю воды, так как растениям с меньшей относительной площадью листьев требуется меньше воды.

«Виды с такими признаками могут получить преимущество в будущем климате с более высокими скоростями ветра», — отмечает первый автор работы доктор Хэ Пэнчэн. — Учитывая рост скорости ветра в последние десятилетия, важно признать, что его влияние на растения — например, формирование гидравлических признаков для повышения засухоустойчивости — может частично компенсировать эффекты других глобальных изменений, включая удобрение CO₂, депонирование азота и глобальное потепление».

Результаты также подчёркивают потенциал для улучшения глобальных моделей растительности за счёт включения механистических связей между скоростью ветра и водным обменом растений, что позволит точнее прогнозировать реакцию экосистем на изменение климата.

Исследование даёт глобальную перспективу значительного влияния ветра на гидравлические признаки растений, хотя механизмы, лежащие в основе этих выводов, ещё не до конца понятны.