Правильное сочетание «личностей» деревьев может сделать леса более устойчивыми

У каждого дерева в лесу есть сосед. Во многих лесных кварталах одни и те же виды часто живут вместе, особенно при схожих условиях выращивания. Иногда эти соседи находятся близко, а иногда далеко друг от друга, но в совокупности они составляют часть сообщества, причем одни виды естественным образом доминируют над другими, особенно с точки зрения производства биомассы. Но что происходит, когда дела идут плохо? Надвигается засуха, и будут победители и проигравшие.

Засуха может стать серьезной проблемой для многих деревьев, и эта проблема будет только ухудшаться по мере того, как мир переходит в более жаркий и сухой климат. У разных видов есть разные стратегии борьбы с таким стрессом, но то, как они справляются с потерей воды, особенно важно.

У деревьев есть крошечные поры в листьях, которые они могут открывать и закрывать, называемые устьицами. Деревья теряют воду через устьица в процессе, называемом транспирацией, и поглощают углекислый газ для использования в фотосинтезе — как растения производят пищу. Некоторые деревья более консервативны, закрывая устьица на ранних этапах засухи, чтобы предотвратить потерю воды, но это также ограничивает количество углекислого газа, которое они могут поглотить, и, следовательно, количество энергии, которое они могут генерировать.

Некоторые деревья используют более рискованную стратегию и оставляют эти поры открытыми на более длительное время, чтобы продолжать поглощать углекислый газ, но это также увеличивает риск процесса, называемого кавитацией, который не позволяет им переносить воду. Ясно, что у каждой стратегии есть свои преимущества и недостатки, и все деревья находятся где-то между действительно консервативными и действительно рискованными.

Наша миссия — делиться знаниями и принимать решения.

Устьица позволяет деревьям вдыхать углекислый газ (CO₂) и выдыхать кислород (O₂) и воду (H₂O). NoPainNoGain / Shutterstock
Такое разнообразие деревьев — это удача, потому что, если бы все виды полагались на одну и ту же стратегию, это было бы все равно, что положить все свои яйца в одну корзину. Наличие только единственной стратегии борьбы со всем, что может бросить в них жизнь, сделало бы леса довольно уязвимыми. Разнообразные стратегии борьбы со стрессом — вот что придает лесам некоторую жизненно важную стабильность и устойчивость.

Какой вид имеет лучшую стратегию выживания, будет частично зависеть от того, как долго длится стрессовое событие, насколько оно интенсивно, как часто происходит — и что делают его соседи. От того, как все эти различные стратегии работают в стрессовой среде, такой как засуха, будет зависеть состояние всего леса. Немного похожи на человеческие личности, иногда они хорошо работают вместе, и все выигрывают, но иногда они конфликтуют.

Подробнее: Скандал, связанный с тем, что плантации называют «восстановлением леса», ставит под угрозу климатические цели

Недавние исследования начали выяснять, кто выигрывает, а кто проигрывает, когда определенные виды выращивают вместе, и как это меняется в стрессовых условиях. Удивительно, но большая часть этой информации может быть извлечена из годичных колец деревьев, которые содержат физическую запись того, насколько хорошо росло каждое отдельное дерево, когда пришло что-то вроде засухи.

Годичные кольца позволяют ученым увидеть, как разные деревья реагируют на одно и то же стрессовое событие — и как принадлежность видов в непосредственной близости от них влияет на эту реакцию. Важно отметить, что это исследование также проливает свет на некоторые сложные причины, по которым виды реагируют так по-разному в зависимости от того, с кем они растут рядом.

Каждое бледное и темное кольцо вместе обозначают рост за год. Чем шире кольцо, тем больше роста произошло за этот год. Том Овенден, автор предоставил
Люби ближнего твоего
Почему одни деревья лучше живут рядом с определенными соседями, а не другие, чрезвычайно сложно и еще не до конца понятно. Но на базовом уровне мы можем представить, что каждая порода дерева обладает целым рядом черт, характеристик и функций, которые составляют его индивидуальность.

То, как дерево реагирует на стресс, может иметь какое-то отношение к уровню прямой конкуренции между его соседями. Например, у некоторых деревьев глубокие корни, а у некоторых — неглубокие — два дерева с неглубокими корнями будут напрямую конкурировать за воду, но глубоко укоренившиеся виды могут получить доступ к воде ниже в почве и частично избежать этой конкуренции. Это называется «нишевой дифференциацией» — при разном использовании окружающей среды два разных вида могут занимать одно и то же место.

Очень важно уметь предугадывать, какие породы деревьев будут хорошими соседями, а какие — плохими. Например, размещение двух деревьев вместе, которые являются более рискованными, когда дело доходит до решения, когда закрывать устьица, может означать, что они израсходуют ограниченную воду быстрее, чем консервативное и рискованное дерево, растущие вместе.

Подробнее: По словам исследователей, восстановление лесов на территории размером с США, необходимой для предотвращения климатических изменений, — они правы?

Восстановление лесов на больших участках Земли было предложено в качестве метода замедления изменения климата. Разрабатываются технологии, позволяющие высасывать углерод из воздуха и хранить его, но деревья извлекли выгоду из 350-летней программы исследований и разработок.mme, что делает их идеальными для этой задачи.

Понимание того, какие виды деревьев хорошо сочетаются друг с другом — и, что особенно важно, почему — может помочь понять, как лесовосстановление будет осуществляться в ближайшие десятилетия. При большем разнообразии древесных «личностей» леса, вероятно, будут более устойчивы к засухе, вредителям и болезням, чем леса, состоящие из одного вида. Разнообразие проявляется во многих формах — обеспечение устойчивости посаженных сегодня лесов в будущем отчасти будет зависеть от разумного выбора соседей по деревьям.