Если вы когда-либо сталкивались с густым дымом от лесного пожара , вы знаете, как он заставляет вас кашлять, обжигает глаза и действительно просто хочется быть где-нибудь еще - например, на пляже с теплым океанским бризом. Но люди - не единственные живые существа, которые могут пострадать от дыма от лесных пожаров . Растительность, в том числе растения и урожай, на которых мы выживаем, тоже может.
Хотя мы можем выбраться на берег, чтобы подышать свежим воздухом, растения прочно застревают в почве, и им приходится бороться с одним из самых разрушительных побочных эффектов дыма: безсолнечным небом. Без солнечного света растения не могут фотосинтезировать , и это плохая новость для всех, включая людей, которые их едят, и, что более важно, фермеров, которые их выращивают.
Когда плотный дым покрывает полосы сельскохозяйственных полей на несколько недель, урожай становится меньше и созревает позже, и фермеры остаются с менее продуктивным урожаем.
Зеленая машина: как работает фотосинтез
Чтобы понять, как дым от лесных пожаров влияет на фотосинтез, полезно знать, почему солнечный свет важен для фотосинтеза.
«Поскольку фотосинтез обеспечивает энергией все процессы внутри растения, многие функции могут быть замедлены за счет снижения скорости фотосинтеза», - говорит Гордон Джонс , доцент сельского хозяйства в Университете штата Орегон . Джонс работает с фермерами в юго-западном Орегоне и использует исследования, чтобы дать фермерам советы и ресурсы. «В зависимости от времени появления дыма, его плотности и продолжительности мы можем ожидать снижения урожайности определенных видов, замедленного созревания или изменений в конечном качестве урожая».
Практически любая растительность, от вашей летней кукурузы в початках до водорослей в прудах, использует процесс фотосинтеза для роста. Это требует трех ресурсов: растения берут воду из почвы, углекислый газ (CO2) из атмосферы и энергию света - обычно солнца - для создания сахаров. Сахар - это то, что питает растение, чтобы оно продолжало работать, то есть чтобы поддерживать жизнь и расти. Без фотосинтеза растения просто не могут расти, и у нас будет гораздо меньше еды.
Дым и зеркала
Когда густой дым от лесных пожаров доносится от пожаров за много миль, он приносит с собой тяжелое одеяло из частиц дыма. Эти частицы действуют как крошечные зеркала, отражая солнце от сельскохозяйственных культур.
«Когда условия очень задымлены, частицы дыма рассеивают или отражают свет и уменьшают интенсивность света, который достигает листа», - говорит Джонс. «Когда интенсивность света уменьшается из-за дымного неба, может быть меньше поступающей энергии для фотосинтеза, и процесс замедляется».
Поскольку фотосинтез приводит в действие все процессы растения, от скорости их роста от семян до всходов до времени созревания, растениям необходим доступ к качественному свету. Когда лесной пожар снижает доступность света, страдают многие функции растения. Вот почему сильный дым от лесных пожаров, особенно в таких регионах, как Тихоокеанский Северо-Запад, вызывает беспокойство у некоторых фермеров. Проблемы с растениями означают меньшую урожайность.
Однако дым от лесных пожаров не означает неминуемую гибель для урожая. Успех или неудача урожая, на который повлиял дым, в конечном итоге зависит от времени. «В большинстве случаев растения, собранные для получения плодов или семян, имеют только один шанс на созревание», - говорит Джонс. «Снижение освещенности из-за задымленного неба, скорее всего, замедлит созревание, и, возможно, если созревание будет достаточно замедлено и наступят ранние заморозки, мороз может повредить или убить растения до того, как урожай будет собран».
Джонс вспоминает, как несколько лет назад его позвали на урожай тыквы. Лето в Орегоне выдалось особенно дымным. Приближался рынок Хэллоуина, а тыквы фермера все еще были зелеными. Джонс подозревал, что тяжелое лето было причиной незрелых тыкв. Это не было хорошей новостью для урожая фермера.
"Тыквы, которые отправляются на рынок тыквенных фонарей, являются одной из тех культур, у которых есть крайний срок: Хеллоуин. Эти тыквы вполне могли" поправиться "и окраситься, если бы небо прояснилось, но для фермера - только тыквы. имеют реальную ценность за неделю до Хэллоуина и почти бесполезны через неделю ".
Серебряная подкладка для фермеров
Фотосинтез - сложный процесс, и с недавним увеличением лесных пожаров и засух в западной части Соединенных Штатов исследователи решили более внимательно изучить влияние дыма на растения. Оказывается, среди унылого серого неба есть лучшая надежда для фермеров.
В исследовании 2020 года, опубликованном в Журнале биологических исследований о лесных пожарах в Калифорнии, рассматривался ряд растений и сельскохозяйственных культур, обитающих в задымленном небе. Исследователи обнаружили, что количество доступного солнечного света уменьшилось всего на 4 процента.
В умеренном количестве дыма свет был рассеянным, а не полностью перенаправленным, что означало, что солнечный свет был более рассеянным. В результате более густые культуры, такие как стебли кукурузы, принимали свет через все растение, а не только на самые верхние листья, которые были ближе всего к солнечному свету. Таким образом, они фактически фотосинтезировали больше, а не меньше.
«Когда вокруг отражается больше рассеянного света, листья, находящиеся глубже в кроне, получают больше света и могут фотосинтезировать с большей интенсивностью, чем в противном случае при ясных условиях», - говорит Джонс. «Немного дыма или дымки усилит фотосинтез всего растения, но очень густой дым будет улавливать столько света, что фотосинтез будет снижен».
Не все потеряно, просто туманно
Джонс отмечает, что если фермеры позаботятся о том, чтобы их растения получали много воды из почвы (за счет полива) и CO2 из атмосферы (путем обеспечения чистоты листьев и отсутствия золы), большинство сельскохозяйственных культур могут восстановиться после плотного дымового покрова. В некоторых случаях умеренное количество дыма может даже ускорить фотосинтез.
Очевидно, что разводить костер в саду, чтобы ускорить сезон, - не лучшая идея, но лучшая надежда на фоне лесных пожаров заключается в том, что некоторые растения получают выгоду от рассеянного солнечного света, который создает дым. Однако в ситуациях, когда дым густой и неумолимый в течение нескольких недель, люди, растения и вся наша экосистема страдают.
Вот это интересно
Дым лесных пожаров - заноза для виноделен Калифорнии. Там, где есть лесной пожар, есть пепел, и частицы пепла могут покрыть виноград. Когда из винограда с запахом дыма превращают вино, вместо аромата сочных слив или перца, пьющие получают полный рот пепельницы.
