Поєднання посухи та лісових пожеж може надовго порушувати природний баланс між опадами, ростом рослин і поглинанням вуглекислого газу. Глобальне супутникове дослідження показало, що після таких природних катастроф рослинність стає чутливішою до кількості опадів, але водночас менш ефективно використовує воду для накопичення вуглецю.

Це особливо важливо для боротьби зі зміною клімату, адже рослини щороку поглинають величезні обсяги CO₂ під час фотосинтезу. Частина цього вуглецю залишається в рослинній масі та ґрунті, допомагаючи сповільнювати глобальне потепління. Однак здатність екосистем виконувати цю функцію залежить від їхнього стану та доступності води.

Дослідники Хуіпен Сі та Цюньмін Ван із Шанхайського університету Тунцзі проаналізували супутникові дані за період із 2001 до 2022 року. Вони використали три показники активності рослинності, зокрема слабке світіння, яке рослини випромінюють під час фотосинтезу, а також супутникові індикатори зеленості та росту.

За цей період науковці виявили 72 088 випадків одночасного поєднання метеорологічної посухи та пожеж, а також 108 373 випадки гідрологічної посухи й пожеж. Подією такого типу вважали ситуацію, коли посуха та пожежа зачіпали одну територію протягом того самого місяця. Для точності аналізу дослідники виключали ділянки, де протягом року до або після цього відбувалися інші значні порушення.

Результати показали, що в глобальному масштабі чутливість рослинності до опадів протягом досліджуваного періоду загалом знижувалася. Проте після поєднання посухи та пожеж вона різко зростала — особливо протягом одного-трьох років після події. Найсильнішу реакцію спричиняли випадки гідрологічної посухи разом із пожежами. Приблизно 54,6% усіх вкритих рослинністю територій продемонстрували підвищену залежність фотосинтезу від опадів.

Водночас ефективність використання води знижувалася на більшості тих самих територій. Цей показник відображає співвідношення між кількістю поглинутого вуглецю та використаної води. Таким чином, рослинам ставало потрібніше отримувати достатньо опадів, але вони гірше перетворювали доступну вологу на приріст біомаси та поглинання вуглецю.

Щоб з’ясувати причини такої реакції, науковці застосували модель машинного навчання, проаналізувавши 22 екологічні змінні. Вона пояснила 79% просторових відмінностей у змінах чутливості рослинності. Найважливішими чинниками виявилися сухість атмосфери та вміст поживних речовин у ґрунті, зокрема азоту й фосфору.

Посуха зменшує запаси вологи та висушує повітря, а пожежі знищують органічну речовину й порушують кругообіг поживних елементів. У результаті рослини, які намагаються відновитися, стикаються одночасно з нестачею води та погіршенням ґрунтових умов.

Автори дослідження попереджають, що такі зміни можуть мати серйозні наслідки для глобального вуглецевого циклу. Кліматичні прогнози вказують на можливе почастішання комбінованих посух і пожеж у міру підвищення температури. Якщо після кожної такої події екосистеми ставатимуть залежнішими від опадів, але менш ефективними в поглинанні вуглецю, здатність лісів та інших природних територій стримувати зміну клімату може послабитися.

Крім того, результати свідчать, що кліматичним моделям варто враховувати тривалі наслідки таких комбінованих катастроф. Припущення про стабільний зв’язок між опадами та фотосинтезом може призводити до переоцінки кількості вуглецю, яку здатні поглинати пошкоджені екосистеми.

Дослідження опубліковано в журналі Journal of Remote Sensing.