Экологи РУДН сравнили три модели испарения воды растениями в 251 точке Земли
Корни всасывают воду из почвы и доставляют к верхним листкам и веткам растений с помощью корневого давления. После листьев вода не возвращается вниз к корням — вместо этого она испаряется через отверстия для дыхания — устьица — и попадает в атмосферу. Этот процесс, при котором вода впитывается растениями и становится частью органического вещества, называется транспирацией. На нем пересекаются циклы углерода, воды и энергии в наземных экосистемах, поэтому изучение транспирации помогает оценивать вклад растений в изменение климата. Эколог РУДН в составе международной группы ученых сравнил три метода оценки транспирации, опираясь на данные глобальной сети микрометеорологических станций FLUXNET.
Экологи использовали данные 251 станции сети FLUXNET. На станциях измеряется, в том числе, количество водяного пара и углекислого газа в атмосфере методом турбулентной ковариации — по скорости движения воздуха приборы отслеживают вихревые потоки и перемещения различных газов в трех измерениях. Данные от станций экологи обработали тремя способами. В первой модели, uWUE, транспирацию и суммарное испарение воды с поверхности растений — эвапотранспирацию — рассчитали по сочетанию ежегодных данных и информации, полученной с шагом в восемь дней. Второй вариант, метод Перез-Приего, включает расчет с периодом пять дней четырех разных параметров — температуры, количества углекислого газа, насыщенности воздуха водяным паром и поглощения растениями солнечного света. Третий метод «TEA» основан на алгоритме машинного обучения — расчеты проводятся на основе «сырых» данных со станций, без каких-либо дополнительных предположений.
«Все три метода основаны в конечном итоге на соотношении воды и углерода, но различаются по своим исходным предположениям и использованию параметров. Для трех методов измерения транспирации результаты хорошо совпали — с корреляцией от 89% до 94%. Однако соотношение транспирации к эвапотранспирации различается для трех методов — от 45% до 77%», — профессор Лука Беллели-Марчезини из Аграрно-технологического института РУДН.
Сравнив результаты трех подходов, экологи пришли к выводу, что соотношение транспирации и эвапотранспирации (T/ET) практически не зависит от климата — различия объясняются только характеристиками растительности и почвы. Для объяснения этой стабильности T/ET экологи предложили две гипотезы. Согласно первой, чем больше растительности, тем больше влаги удерживается растениями в экосистеме, но и тем больше воды испаряется с поверхности растений — эти два эффекта друг друга нейтрализуют. По второй гипотезе экосистемы адаптируются к тому количеству влаги, которое есть в доступе — в засушливом климате растения «берегут» воду и экономнее расходуют осадки.
«Сочетание этих двух гипотез объясняет относительную неизменность соотношения T/ET в разных экосистемах. Это позволяет по-новому взглянуть на использование воды растениями и круговорот углерода по всему земному шару в изменяющемся климате», — заявил Лука Беллели-Марчезини, профессор РУДН.
Результаты опубликованы в журнале Global Change Biology.
В РУДН уже шесть лет проводится несколько грантовых конкурсов, ориентированных на исследователей разного уровня — от молодых специалистов до ведущих учёных вуза. Они охватывают как индивидуальные проекты, так и работу в составе научных коллективов. В этом материале мы расскажем о конкурсах на выполнение НИР/НИОКР и дадим советы о том, как правильно оформить и подать заявку.
Всего несколько лет в РУДН работает лаборатория ресурсосберегающих технологий и микропластика, однако её коллектив уже добился впечатляющих результатов. Проводимые здесь исследования направлены на создание экологичных материалов, разработку новых методов синтеза и переход к устойчивому будущему.
Коллектив исследователей Центра смарт-технологий устойчивого развития городской среды АТИ РУДН получил продление гранта Российского научного фонда на