За последние 60 лет из-за чрезмерного выпаса скота почвы под пастбищами потеряли 46±13 миллиардов тонн углерода. Наиболее сильная эрозия была отмечена в тропиках и центральной Африке. Сейчас неустойчивый выпас затрагивает 21 миллион квадратных километров пастбищ: если ослабить его на трех четвертях этой площади и усилить на четверти, то со временем потери получится полностью компенсировать, говорится в исследовании, опубликованном в Nature Climate Change.
В почвах заключено больше углерода, чем в атмосфере и растениях суши вместе взятых, поэтому сохранение почв и их органического вещества — важнейший путь регуляции климата и смягчения последствий его изменения. Углерод из почв может окисляться, улетучиваться в атмосферу, а также вымываться в поверхностные воды результате эрозии и деградации земель из-за неустойчивого землепользования. Так происходит, например, когда осушают торфяники, вырубают леса под пашни и выпасают скот.
Выпас скота затрагивает до 77 процентов сельскохозяйственных земель в мире, и его воздействие на почвенный углерод неоднозначно: умеренный выпас может стимулировать рост растений и связывание углерода, а чрезмерный — наносит ущерб растительному покрову и провоцирует почвенную эрозию. Точные оценки такому воздействию дать непросто как минимум потому, что его невозможно отследить со спутников.
Ученые под руководством Жень Шуай (Shuai Ren) из Китайской академии наук проанализировали 1473 парных наблюдений за запасами углерода в почве на пастбищах по всему миру в 294 рецензируемых статьях, охватывающих период с 1994 по 2019 годы. Из литературных данных они извлекли значения 84 переменных, характеризующих окружающую среду — различные метеорологические показатели, почвенные свойства и характеристики растительного покрова. Далее с помощью машинного обучения методом случайного леса авторы моделировали отклик почвенного углерода на интенсивность выпаса в глобальном масштабе и нанесли его на карту.
Согласно новой оценке, за последние 60 лет почвы, задействованные на пастбищах, потеряли до 17 процентов запаса углерода в своем верхнем метровом слое — 46±13 миллиардов тонн. Наиболее заметными были потери в тропических регионах (23,4 процента) и в центральной Африке (почти 30 процентов). Ученые подтвердили нелинейный отклик почвенного углерода на интенсивность выпаса: умеренный выпас повышал его запасы, а чрезмерный понижал. При этом потери усиливались с ростом температуры и засушливости из-за высокой микробной активности и слабой стабилизации органического вещества.
Авторы отметили, что текущие оценки МГЭИК занижают углеродные потери от выпаса примерно в три раза, и наиболее сильные расхождения наблюдаются в тропических и бореальных регионах. В качестве решения проблемы они предложили оптимизировать выпас на 21 миллионе квадратных километров пастбищ: на 75 процентах этой площади ослабить, а на оставшихся 25 — усилить. Это позволит накопить 63±18 миллиарда тонн углерода в почвах и восстановившемся растительном покрове.
Ограничение выпаса скота — не единственный способ смягчения последствий изменения климата. Недавно ученые выяснили, что за последние 25 лет вылов рыбы с морского дна привел к выбросу порядка девяти миллиардов тонн в атмосферу из-за взмучивания донных отложений и окисления органики. Запрет или хотя бы ограничение глубоководного рыболовства может стать неожиданно эффективной мерой борьбы с потеплением.