Снижение гидравлической безопасности в более сухом мире

В условиях изменения климата леса во всем мире все чаще подвергаются почвенной засухе, и их дальнейшая судьба зависит от способности поддерживать такие жизненно важные функции, как транспорт воды (гидравлика) и фотосинтез. Ожидается, что акклимация будет смягчать последствия засухи, однако степень акклимации деревьев остается в значительной мере неисследованной, что ограничивает надежность прогнозов. В настоящем исследовании мы проанализировали 24 физиологических признака по данным 40 экспериментов с уменьшением количества осадков, достигающих лесного полога (throughfall reduction, TFE), проведенных в различных регионах мира, и не обнаружили свидетельств адаптивной перестройки гидравлической или фотосинтетической систем деревьев в ответ на засуху. Ключевые признаки, связанные с устойчивостью к эмболии, гидравлической эффективностью, содержанием питательных веществ в листьях и карбоксилирующей способностью Rubisco, оставались неизменными независимо от принадлежности деревьев к хвойным или широколиственным породам, уровня местных осадков, а также продолжительности и интенсивности засушливых воздействий. Однако вызванное засухой снижение водного потенциала тканей в сочетании с неизменной устойчивостью к эмболии приводило к сужению гидравлического запаса прочности и, следовательно, к повышенному риску гидравлической недостаточности. Хотя скорость чистого фотосинтеза значительно снижалась из-за закрытия устьиц, содержание неструктурных углеводов (крахмала и сахаров) оставалось стабильным, что указывает на перераспределение углеводов в пользу запасания. Эти результаты показывают, что в более сухих условиях деревья сохраняют свои гидравлические и фотосинтетические возможности, что позволяет им максимально увеличивать ассимиляцию углерода в благоприятные периоды после выпадения осадков, одновременно подвергаясь повышенному риску гидравлической недостаточности во время засухи. Физиологическая акклимация, вероятно, не сможет смягчить последствия будущих засух, тогда как смертность деревьев вследствие гидравлической недостаточности, вероятно, будет возрастать.