Растения внесли лепту в глобальное потепление климата

Теплое одеяло Земли

Большинство ученых связывают глобальное потепление с прямым влиянием углекислого газа на тепловой баланс нашей планеты. Углекислота и другие парниковые газы укрывают Землю подобно одеялу. Они поглощают инфракрасное (читай -- тепловое) излучение, исходящее от объектов на земной поверхности, и не дают инфракрасным лучам уйти в космос. Собственно, поэтому тепло у поверхности Земли и задерживается. Парниковые газы находились в атмосфере всегда, без них температура на нашей планете была бы ниже точки замерзания воды и составляла бы -20°С. Но в последние сто лет концентрация углекислоты постоянно растет, из-за этого и происходит увеличение среднегодовой температуры в нижней части атмосферы.

Транспирация и глобальное потепление

Группа исследователей из нескольких американских университетов и Индийского института наук (Бангалор, Индия) во главе с доктором Цао Луном (Long Cao) из отдела глобальной экологии Института Карнеги (США) пришла к выводу, что увеличение среднегодовой температуры воздуха связано не только с прямым влиянием углекислоты на тепловой баланс. Известно, что этот газ влияет на размер устьиц у растений. «Если концентрация углекислого газа в атмосфере растет, устьица растений закрываются, то есть устьичное отверстие становится меньше. Таким способом растение поглощает ровно столько углекислоты, сколько ему требуется для фотосинтеза, не больше, но и не меньше», -- говорит доктор Лун. Согласно моделям, которые построили ученые, эта, казалось бы, частная физиологическая реакция имеет значение для всего глобального климата.

Растительный кондиционер

У такой саморегуляции есть один побочный эффект: уменьшается количество проходящего через устьица вещества. Дело в том, что устьица не только вдыхают кислород и поглощают углекислый газ, но и выдыхают те же газы. Помимо того, через устьица происходит транспирация -- растительный аналог животного потоотделения. По словам ученых, если рассматривать целую экосистему, то окажется, что такое испарение воды влияет на микроклимат и в теплые дни заметно охлаждает окружающий растения воздух.

Соответственно, как только устьица закрываются, то и охлаждающий эффект становится меньше.

Эффект закрытых устьиц

Доктор Лун и его коллеги рассмотрели модель, в которой концентрация СО₂ в атмосфере вдвое превысит современную и достигнет 800 ppm. Расчеты ученых говорят, что при таком количестве углекислоты «эффект закрытых устьиц» вносит вклад в увеличение температуры воздуха на 16% (остальные 84% приходятся на прямой эффект углекислоты). «Наши расчеты говорят, что удвоение современной концентрации углекислоты приводит к повышению температуры воздуха на четыре градуса. При этом три градуса связаны с парниковым эффектом углекислоты, а один градус -- вклад пониженной транспирации», -- говорит доктор Лун.

Устьица увеличивают поверхностный сток рек

Ученые не остановились только на температуре. Они также подсчитали, как уменьшение транспирации может влиять на сток рек. «Вполне очевидно, что при повышении концентрации углекислого газа в атмосфере и повышении температуры воздуха повышается поверхностный сток -- то есть то количество воды, которое попадает с суши в океан. Причина -- увеличенное количество осадков. Но эти модели снова не рассматривают вклад растительности в этот процесс. Наши расчеты показывают, что за счет пониженной транспирации эта цифра повысится еще на 8,4%», -- считают ученые.

Величина поверхностного стока складывается из соотношения двух показателей: превышения осадков над испаряемостью. Когда при увеличении концентрации углекислоты транспирация растений ослабевает, уменьшается испаряемость. И тогда поверхностный сток увеличивается уже на 14,9%.

Статью доктора Луна и его коллег можно найти в последнем номере журнала PNAS. Впрочем, прогнозировать будущее по этой «вырванной из контекста фразе» смысла, наверное, нет. При всей катастрофичности описываемой ситуации данная модель игнорирует как минимум один параметр -- то, что главным парниковым газом на Земле был и останется водяной пар. Именно он дает 60% парникового эффекта, поэтому игнорировать его концентрацию в атмосфере по меньшей мере неправильно. Тем более если при этом подсчитывать изменение количества осадков.