Научный взгляд: калий и фосфор влияют на устойчивость лесов к засухе

Тропические леса – высокопродуктивные экосистемы, на долю которых приходится почти половина глобального поглощения лесами углерода. Если тропические леса не смогут поглощать углекислый газ из атмосферы, последствия изменения климата могут стать еще более серьезными.

Относительно недавно было установлено, что тропические леса испытывают большую нехватку питательных веществ, что может повлиять на их устойчивость к сезонным засухам и скорость удаления углекислого газа из атмосферы.

Международная исследовательская группа из Института лесных экосистем Тюнена, Боннского и Геттингенского университетов Германии, а также Университета Макерере Уганды провела в Африке первый крупномасштабный эксперимент по добавлению азота, фосфора и калия в леса заповедника Будонго в Уганде.

Исследование показало, что повышение доступности определенных питательных веществ может потенциально поддержать продуктивность лесов даже в условиях сильной засухи, которая уже распространена в некоторых регионах мира.

Исследователи изучили, как с помощью питательных веществ происходит контроль листовой подстилки. Листья растений активно выводят из атмосферы углекислый газ в процессе питания и фотосинтеза. Этот процесс приводит к накоплению углерода в древесине растения или в самих листьях. Однако в условиях засухи большинство деревьев сбрасывают листья, что снижает скорость удаления углерода из атмосферы.

В конечном итоге, если засуха продолжается в течение длительного периода, погибает все растение. Однако исследователи обнаружили, что для деревьев с дефицитом калия повышение доступности этого питательного вещества в засушливый период отодвигает момент потери большинства листьев на четыре недели. Для преодоления дефицита калия, деревья перераспределяли калий из отмирающих листьев до их сбрасывания в остальные части растения.

В засушливых условиях калий помогает растениям эффективно регулировать мельчайшие поры в эпидермисе, а фосфор играет важную роль в сохранении воды внутри растения. Это объясняет, почему эти два питательных вещества так важны в условия жаркого и сухого климата.

Одной из причин сокращения площадей лесов является заражение их болезнями и вредителями. Фитопатогены, поражающие лесные культуры, изучают в отделе лесного карантина Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР»). Исследования и разработки, проводимые в отделе, применяют при мониторинге карантинных организмов леса и для сохранения биологического разнообразия.

Источник: Raphael Manu et al, Response of tropical forest productivity to seasonal drought mediated by potassium and phosphorus availability, Nature Geoscience (2024). DOI: 10.1038/s41561-024-01448-8