Положительная тенденция к озеленению растительности наблюдалась по спутниковым снимкам, но причины этого не были ясны.Проанализировав 45 исследований из восьми стран, Лисинь Ван, доцент кафедры наук о Земле в Школе естественных наук Университета Индианы и Университете Пердью в Индианаполисе, и доктор философии. Сюэфэй Лу, студентка группы Вана, пришла к выводу, что озеленение, вероятно, связано с воздействием повышения уровня углекислого газа в атмосфере на экономию воды растениями и, как следствие, увеличение доступной почвенной воды.
«Из спутниковых наблюдений мы знаем, что растительность более зеленая, чем была в прошлом», — сказал Ван. «Теперь мы понимаем, почему это происходит, но мы не обязательно знаем, хорошо это или нет».По словам Ванга, в некоторых регионах озеленение может быть вызвано сменой видов: более зеленые инвазивные растения заменяют местные растения или кусты, посягающие на пастбища, которые используются для выпаса скота.
В широком смысле засушливые районы, определяемые как зоны, в которых среднегодовое количество осадков составляет менее двух третей потенциального испарения, являются крупнейшим наземным биомом на планете, где проживает более 2 миллиардов человек.Недавний анализ в региональном масштабе с использованием спутниковых индексов растительности, таких как Нормализованный индекс разницы растительности, выявил обширные области озеленения засушливых земель в районах Средиземного моря, Сахеля, Ближнего Востока и северного Китая, а также тенденции озеленения в Монголии и Южной Америке. , говорится в документе.Лу и Ван рассмотрели другие потенциальные движущие силы, которые могли вызвать озеленение, включая увеличение количества осадков и изменения в практике землепользования.
Но только углекислый газ дает глобальное объяснение изменений растительности засушливых земель.На сегодняшний день средняя глобальная концентрация углекислого газа в атмосфере увеличилась почти на 27 процентов в период с 1960 по 2015 год, и, по мнению исследователей, в ближайшие годы ожидается ее дальнейший рост.
Исследователи полагают, что озеленение является ответом на более высокий уровень содержания углекислого газа в атмосфере, вызывающий снижение устьичной проводимости растений — мера скорости прохождения углекислого газа, поступающего или выходящего через устьица листа, — и увеличения в почве. вода, тем самым увеличивая рост растительности.Исследователи изучили чувствительность изменения почвенной воды к разным уровням углекислого газа, обнаружив значительное положительное изменение в почвенной воде по градиенту обогащения углекислым газом.«Стабильность скорости изменения оправдывает использование более высоких уровней обогащения углекислым газом для интерпретации реакции почвенных вод на наблюдаемое в настоящее время обогащение углекислым газом», — сказал Ван.Анализ также показал, что повышенный уровень углекислого газа значительно увеличивает уровень воды в почве в засушливых районах в большей степени, чем в незасушливых, при этом содержание влаги в почве увеличивается на 9 процентов в незасушливых землях по сравнению с 17 процентами в засушливых районах, сказал Ван.
Для определения механизмов более сильной реакции почвы на воду в засушливых районах потребуются дополнительные исследования.Исследования, включая более раннюю работу Вана в Африке, показали, что даже небольшие изменения влажности почвы в засушливых районах могут быть достаточно значительными, чтобы вызвать большие изменения в продуктивности растительности.«Важно отметить, что наблюдаемая реакция придает вес гипотезе о том, что любая дополнительная почвенная вода в корневой зоне затем доступна для облегчения роста и озеленения растительности в условиях повышенного содержания углекислого газа», — сказал Ван. «Дальнейшие исследования с использованием глобальных технологических моделей для количественной оценки воздействия углекислого газа на влажность почвы необходимы для дальнейшей проверки гипотезы».
В будущем, сказал Ван, положительный эффект экономии воды, вызванной углекислым газом, в конечном итоге может быть компенсирован отрицательным эффектом повышения температуры, вызванного углекислым газом, когда повышение температуры пересекает определенный порог.