Оказалось, что деревья растут в основном по ночам
Международная исследовательская группа под руководством Романа Цвайфеля из Швейцарского федерального института лесных, снежных и ландшафтных исследований обнаружила, что деревья растут в основном ночью и что эта тенденция во многом объясняется уровнем сухости воздуха.
Исследование опубликовано в журнале New Phytologist, коротко о нем рассказывает Phys.org.
Ученые проанализировали данные, полученные за восемь лет на 170 деревьях семи распространенных видов, расположенных на 50 участках по всей Швейцарии, — это более 60 млн наборов данных. Исследованные участки являются частью TreeNet — сети, в которой изменения радиуса ствола деревьев измеряются непрерывно с использованием высокоточных дендрометров с точностью до микрометра. Также фиксируется информация о влажности воздуха и почвы.
Деревья растут со скоростью 1–5 мкм/ч, однако эта скорость значительно варьируется в течение суток: стволы сжимаются и расширяются в диапазоне от 1 до 200 мкм в день.
Деревья образуют новые клетки, используя углеводы, которые они производят в процессе фотосинтеза. Однако в первую очередь рост деревьев ограничивает не недостаток углеводов, а давление воды в дереве. Оно зависит от дефицита давления пара (VPD) — разницы между количеством влаги в воздухе и количеством влаги, которое может удерживать воздух при насыщении. Как оказалось, в дневное время высокий VPD сильно ограничивал рост радиального стебля и позволял лишь незначительный рост.
«Самым большим сюрпризом для нас было то, что деревья росли даже при умеренно сухой почве при достаточно влажном воздухе. И наоборот, рост оставался очень низким, когда почва была влажной, но воздух — сухим», — отметили исследователи.
Причиной этого является ограниченная способность деревьев переносить воду. Как только воздух становится суше, деревья за счет транспирации (движения воды по растению) начинают терять больше воды, чем поглощают корнями. Водный потенциал дерева уменьшается, а рост прекращается независимо от наличия углеводов.
Кроме того, авторы обнаружили, что деревья перестают расти до того, как прекращается фотосинтез, — просто при достижении определенного уровня сухости воздуха. Это объясняет, почему деревья в засушливой среде накапливают углеводы, но почти не растут.
Текущие модели роста лесов в зависимости от климата основаны на знаниях о среднегодовых или месячных показателях. Это первое исследование с таким высоким временным разрешением, которое позволило обнаружить, что деревья растут только во время небольшого периода в течение суток.
«Эти результаты могут изменить наш взгляд на прогнозирование поглощения углерода лесами», — заключили авторы исследования.