Экологи РУДН сравнили три модели испарения воды растениями в 251 точке Земли

Экологи РУДН сравнили три модели испарения воды растениями в 251 точке Земли

Эколог РУДН с коллегами из 14 стран сравнил три модели испарения воды растениями. Это первое исследование такого масштаба — работа проведена на основе данных о количестве водяного пара в атмосфере в 251 точке планеты, от Австралии до Гренландии. Результаты помогут понять роль растений в глобальном круговороте воды и углерода в условиях глобального изменения климата.

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.

Новости
Все новости
Наука
30 июля
Химик РУДН нашел способ сделать производство биотполива в 4-10 раз эффективнее с помощью кремниевой матрицы и гетерополикислот

Химик РУДН создал кремниевый молекулярный каркас для получения эфиров из отходов сельского хозяйства, древесной и бумажной промышленности. Он в 4-10 раз повышает эффективность получения эфиров, которые можно использовать как биотопливо. Это позволит снизить энергозатраты и сделает производство биотоплива дешевле. 

Наука
28 июля
Химики РУДН разработали новый путь синтеза веществ для фармацевтики

Химики РУДН предложили универсальный способ синтеза производных тиеноиндолизинов. Свойства этих веществ позволяют использовать их для создания антибактериальных и противораковых препаратов, а также в производстве новых материалов для оптоэлектроники.

Наука
26 июля
Химики РУДН разработали домино-реакцию для получения противоопухолевых препаратов

Химики РУДН предложили новую реакцию для получения сложных органических веществ в одном сосуде. Продукты синтеза оказались эффективными против клеток раковых опухолей, в том числе — устойчивых к известным препаратам.