Углекислый газ увеличивает сельскохозяйственный сезон

Ответная реакция Земли на изменение окружающей среды, например, увеличение содержания углекислого газа в атмосфере за счёт антропогенного фактора, чрезвычайно многогранна. Исследователи снова и снова находят этому подтверждения.

Уже давно отмечено, что вегетационный период (то есть та часть года, когда возможно развитие и рост растений) увеличивается и в районах с умеренным климатом и в полярных областях. Например, в США временной отрезок от последних весенних заморозков до первых осенних на 2 недели превысил показатели 1900 года.

Наряду с этим экспериментальные данные показывают, что многие виды, у которых рост листьев и цветение наступает в более короткие сроки, инициируют созревание семян и увядают также быстрее. То есть растения сокращают свои активные и репродуктивные периоды.

Разрешением этого кажущегося противоречия занялась команда специалистов из исследовательского центра при министерстве сельского хозяйства США (USDA-ARS), колледжа Форт-Льюис (Fort Lewis College) и университета Колорадо (CSU).

Биологи уже давно связывают увеличение вегетационного периода с глобальным потеплением климата. Однако последнее исследование показало, что содержание в атмосфере углекислого газа также оказывает существенное влияние на развитие растений.

Доктор Хайди Штельцер (Heidi Steltzer) и её коллеги на протяжении пяти лет проводили наблюдение за луговыми растениями в штате Вайоминг. В рамках экспериментов исследователи выделяли участки размером 8,5 м2 и подогревали их на 1,5 °С днём и на 3 °С ночью на протяжении всего периода вегетации. Для других участков был создан микроклимат с превышением содержания CO2 в 1,5 раза. Для третьих — повышали и температуру, и содержание углекислого газа. В последнем случае климатические условия соответствовали ожидаемым в 2100 году.

Под пристальное внимание ботаников попали шесть видов трав и кустарников. Для них отмечалось время первого появления листьев и цветов, созревания семян и осеннего изменения окраски листьев. Итоговые данные сильно варьировали от вида к виду, и в зависимости от года. Но в целом вегетационный период удлинялся в среднем на 6,2 суток для подогреваемых участков и на 14,2 суток для двойного воздействия.

Таким образом, повышение температуры инициирует более раннее начало роста растений. Но кроме этого увеличение содержания CO2 в воздухе приводит к тому, что дыхательные поры на листьях или устьица закрываются, что также предотвращает потерю воды. Благодаря этому растения дольше сопротивляются увяданию, что существенно продлевает период вегетации.

Кроме надежд на продление сельскохозяйственного сезона, специалисты видят в результатах исследования поводы для беспокойства. Например, увеличение концентрации углекислого газа, хоть и продлевало заключительный период жизни растений, но укорачивало репродуктивный этап. А это может привести в конечном итоге к потере синхронности с жизненным циклом насекомых-опылителей и птиц, которые разносят семена. Вполне возможно, что в конечном итоге пострадает эффективность воспроизводства некоторых видов растений, что может спровоцировать их исчезновение.

Результаты, доказывающие влияние углекислого газа на фазы развития растений, были получены впервые и опубликованы в издании Nature.