ИСТИНА

Современные изменения климата, сопровождающиеся быстрым повышением глобальной температуры воздуха, изменениями в режиме осадков, увеличением частоты и интенсивности экстремальных погодных явлений, таких как засухи и волны жары, сильные осадки и бури, могут оказывать значительное влияние на функционирование, рост и развитие лесов. Реакция различных лесных экосистем на эти изменения является важным вопросом, решение которого остается актуальной проблемой. Целью данного исследования является оценка воздействия экстремальных погодных явлений (значительных положительных и отрицательных аномалий температуры воздуха и осадков) на потоки углекислого газа (CO2) в бореальных и умеренных лесных экосистемах Северного полушария. Для анализа потоков CO2 были отобраны экспериментальные данные с 26 станций мониторинга парниковых газов (ПГ) из глобальной базы данных FLUXNET, которые представляли собой наиболее непрерывные и продолжительные ряды наблюдений. Станции расположены на разных континентах в лесных экосистемах, относящихся к различным типам биомов согласно классификации IGBP. Метеорологические условия на станциях анализировались с использованием данных наблюдений и данных реанализа ERA5. Анализ отклика потоков CO2 на экстремальные погодные явления, связанные с высокими/низкими температурами и осадками, показал широкую изменчивость реакций потоков в лесных экосистемах умеренных широт. Подобная изменчивость в первую очередь связанна с типом лесной растительности, географическим положением, региональными климатическими условиями, составом и возрастом различных видов растительности, а также с рядом других биотических и абиотических факторов. Положительные аномалии потоков CO2 наблюдались чаще, чем отрицательные, как в летний, так и в зимний периоды. Экстремальные погодные условия чаще всего связаны с увеличением эмиссии CO2: из-за подавления процессов ассимиляции во время аномально жаркой и сухой погоды, большим снижением валовой первичной продукции (GPP) во время аномально низких температур и более высокими темпами разложения органического вещества в почве, приводящими к увеличению автотрофного и гетеротрофного дыхания во время аномально влажных периодов. Экстремально высокая температура воздуха в любой сезон приводит к увеличению эмиссии CO2 в атмосферу во всех исследуемых типах лесных экосистем, наибольший отклик отмечается в хвойных лесах. Отрицательные аномалии температуры воздуха в теплый сезон могут оказать противоположный эффект, приводя как к увеличению, так и к уменьшению поглощения CO2 лесными экосистемами в зависимости от типа биома Устойчивых закономерностей отклика потоков СО2 на экстремально низкие температуры в холодный период года не обнаружено. В периоды выпадения сильных осадков наблюдалась эмиссия CO2 в атмосферу в большинстве исследуемых лесных экосистем. В то же время в теплый сезон после выпадения продолжительных осадков также было выявлено увеличение поглощения CO2 растительными сообществами, что может быть связано с достаточным увлажнением почвы, способствующим увеличению скорости фотосинтеза растений. В периоды без осадков увеличение поглощения CO2 наблюдалось в большинстве рассматриваемых лесных экосистем как в теплый, так и в холодный периоды. Это может указывать на то, что влажность почвы не является лимитирующим фактором для фотосинтеза в данных экосистемах. Более того, в периоды без облачности и осадков приходящая солнечная радиация была выше, что приводило к более высоким темпам фотосинтеза растений. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда, проект № 22–17–00073.