В новом исследовании с использованием данных о тропических лесах в Панаме исследователи определили, что конкуренция за солнечный свет является основной причиной этой общей структуры, которая наблюдается в тропических лесах по всему миру, несмотря на различия в видах растений и географии. Новое открытие можно использовать в моделировании климата, чтобы предсказать, как тропические леса поглощают избыток углекислого газа из атмосферы.
Исследование, проведенное учеными из Принстонского университета, Национального института математического и биологического синтеза, Смитсоновского института тропических исследований и сотрудничающих с ним учреждений, было опубликовано 8 января в журнале Science. Исследование было поддержано в значительной степени Национальным научным фондом.Исследователи обнаружили, что структура тропического леса возникает из-за того, что происходит после падения высокого дерева и создает брешь в кроне деревьев. Промежуток позволяет солнечному свету достигать лесной подстилки и способствует быстрому росту небольших деревьев.
Со временем кроны деревьев вырастают, чтобы заполнить пробел, пока не все деревья могут поместиться в залитом солнцем участке. Некоторые останутся в тени своих конкурентов.«Этот процесс перехода от быстрого роста на солнце к медленному росту в тени создает эту характерную структуру размеров, которая является общей для тропических дождевых лесов, несмотря на различия в их окружающей среде», — сказала Кэролайн Фарриор, первый автор исследования. в настоящее время доктор наук в Национальном институте математического и биологического синтеза и скоро станет доцентом интегративной биологии в Техасском университете в Остине.
Фарриор, получившая докторскую степень. доктор экологии и эволюционной биологии Принстонского университета в 2012 году, завершил большую часть работы в качестве постдокторанта в Принстонском институте окружающей среды с соавтором Стивеном Пакала, профессором экологии и эволюционной биологии Принстона Фредерика Д. Петри.«Тропические леса хранят в два раза больше углерода, чем другие леса», — сказал Пакала. «Примерно половина этого приходится на огромные деревья, а другая половина — это все, что находится посередине. Невозможно построить точную климатическую модель, не поняв это правильно».Чтобы понять, как растут тропические леса, Фарриор и его коллеги проанализировали данные переписи деревьев за десятилетия с участка площадью 50 гектаров на острове Барро-Колорадо в Панамском канале.
На основе этих данных они определили механизм, наиболее важный в управлении наблюдаемой размерной структурой в тропических лесах.«С этим новым пониманием тропических лесов мы можем перейти к построению более совершенных моделей, мы сможем сделать более точные оценки накопления углерода, который в настоящее время находится в тропических лесах, и мы сможем более точно предсказать темпы изменения климата в будущее, — сказал Фарриор.