Исследователи пришли к выводу, что фотосинтез ускоряется у деревьев типуана при повышении температуры, как в различных городских микросредах обитания, так и во время засух. Автор: Эвелин Перейра де Камарго
Один из трех основных видов деревьев в городе Сан-Паулу, Бразилия, крупнейшем мегаполисе в южном полушарии, — это типуана (Tipuana tipu), также известная как палисандр или типу, высокое дерево с большой раскидистой кроной. Оно устойчиво к экстремальной засухе и может рассматриваться как вариант для повышения устойчивости городского климата, согласно статье, опубликованной в журнале Urban Climate.
Исследование оценивало влияние засухи 2013–2014 годов на деревья на улицах и в парках города. Период был выбран из-за экстремальной засухи, которая случилась летом, обычно в сезон дождей, когда рост деревьев интенсивный.
На основе анализа ширины годичных колец и процессов, связанных с углеродным циклом, авторы пришли к выводу, что фотосинтез деревьев типуаны ускоряется при высоких температурах как в различных городских микросредах обитания, так и во время засух, так что темпы роста также увеличиваются даже в ограничивающих погодных условиях.
«Нам нужно, чтобы города становились все более устойчивыми в условиях глобального потепления. Один из способов добиться этого — сажать деревья и хорошо заботиться о существующих. Иногда мы должны быть прагматичны, выбирая виды, способные хорошо реагировать на экстремальные погодные условия, чтобы не потерять предоставление экосистемных услуг, таких как улавливание углерода и регулирование температуры», — сказал Джулиано Локосселли, профессор Центра ядерной энергии в сельском хозяйстве (CENA-USP) Университета Сан-Паулу и автор-корреспондент статьи.
Ожидается, что к 2050 году в городских районах будет проживать 68% населения мира, согласно докладу ООН-Хабитат, а число городских жителей увеличится на 2,2 миллиарда человек по сравнению с нынешним уровнем. С другой стороны, города становятся все более уязвимыми к засухе и экстремальным явлениям из-за сокращения проницаемых зеленых зон и расширения островов тепла.
В свете этих тенденций растет обсуждение устойчивых городов, территориального планирования, готовности и быстрого реагирования и восстановления перед лицом климатических проблем. 5 мая, в честь Всемирного дня окружающей среды, правительство Бразилии опубликовало указ, который учредил программу Resilient Green Cities, направленную на повышение устойчивости городов по всей стране перед лицом изменения климата. Ее основными целями являются интеграция политик и содействие устойчивым практикам для повышения ценности экосистемных услуг, предоставляемых городскими зелеными зонами.
«Состав городского растительного покрова, включающий виды, устойчивые к различным ситуациям, делает весь город устойчивым к любым экстремальным событиям. Наше исследование добавляет элемент, который расширяет его биоразнообразие. Мы также изучаем другие местные виды», — сказал Локосселли.
В партнерстве с Маркосом Бакериджем, профессором Института биологических наук (IB-USP) и последним автором статьи, а также группой ученых из других учреждений Локосселли провел исследования природных решений для смягчения неблагоприятных последствий изменения климата и загрязнения путем оптимизации экосистемных услуг, предоставляемых городскими лесами.
В одном из этих исследований, используя дерево типуана в качестве модели, они показали, что загрязнение воздуха задерживает рост деревьев и ограничивает экологические услуги, которые обеспечивают деревья.
Помимо дерева типуана, которое считается экзотическим (неместным) видом в Сан-Паулу, другими наиболее распространенными видами деревьев в городе являются Ligustrum lucidum (блестящая бирючина, небольшое дерево или кустарник, которое может достигать высоты 3 м и иметь белые цветы) и Caesalpinia pluviosa (сибипируна в Бразилии, момоки в Боливии, достигает 28 м, с округлой кроной и желтыми цветами). Количество деревьев, выстилающих общественные улицы в Сан-Паулу, оценивается примерно в 652 000.
«Всегда идет очень уместная и важная дискуссия о необходимости выращивания местных и экзотических видов. Местные виды, которые встречаются в природе, имеют ключевое культурное значение, и законодательство об охране окружающей среды содержит стимулы для их посадки и защиты. Однако городская среда уникальна, и нам нужно искать устойчивые альтернативы», — сказал Локоселли.
Характеристики городской среды, которые влияют на здоровье растений, включают бетонные конструкции, непроницаемую почву, загрязнение воздуха и различные микроклиматы с островами тепла и воздействием глобального потепления, усугубленным выбросами парниковых газов. Средняя температура в городе Сан-Паулу на 4 °C выше, чем в прошлом.
Дерево типуана родом из Боливии и северной Аргентины, но уже более века оно повсеместно встречается в Сан-Паулу. Этот вид также можно увидеть вдоль улиц в Северной Америке, Европе, Азии, на Ближнем Востоке и в Австралии.
Анализ изотопов углерода
В ходе исследования ученые проанализировали годичные кольца уличных и парковых деревьев, сосредоточившись на δ13C (произносится как «дельта С 13»), показателе стабильных изотопов углерода, который отражает процессы, связанные с углеродным циклом. Годичные кольца помогают оценить прошлую изменчивость экосистемных услуг на основе микроплотности древесины, гидравлической архитектуры, а также изотопов углерода и кислорода, выступая в качестве надежного показателя для оценки физиологических процессов и развития с течением времени.
Они ввели данные в регрессионное дерево — тип алгоритма, часто используемый при анализе городских лесов, поскольку его выходные данные легко интерпретируются для поддержки принятия решений. Один из результатов показал рост δ13C во время засухи, что способствовало росту деревьев типуана.
«Деревья типуана являются частью наследия Сан-Паулу, и поэтому чисто негативный взгляд на экзотические виды может быть слишком поспешным. Мы показали, что эти виды действительно могут быть ценной частью городского биоразнообразия. Наличие деревьев типуана в городе является значительным преимуществом», — сказал Локосселли.
Еще предстоит выяснить, сможет ли вид сохранить свою устойчивость к водному стрессу, если произойдет серия экстремальных событий, добавил он.
Дополнительная информация: Джулиано Маселли Локосселли и др., Устойчивые к стрессу деревья для устойчивых городов: анализ годичных колец выявляет виды, подходящие для будущего климата, Городской климат (2024). DOI: 10.1016/j.uclim.2024.101964
Предоставлено FAPESP
