Недавнее исследование показывает, что глобальное потепление может превратить тундру из поглотителя углерода в его источник, что усилит изменение климата. Исследование подчеркивает необходимость создания подробных климатических моделей и дальнейшего изучения географических и временных вариаций реакции экосистем.
Согласно исследованию, повышение температуры изменяет динамику тундровых экосистем, заставляя их высвобождать накопленный углерод. Такая трансформация может превратить тундру из поглотителя углерода в его эмиттер, что усилит последствия изменения климата.
Международная группа более чем из 70 ученых использовала так называемые камеры с открытым верхом (КОВ) для экспериментального моделирования последствий потепления на 28 тундровых участках по всему миру. По сути, КОВ служат мини-теплицами, блокируя ветер и задерживая тепло для создания локального потепления.
Эксперименты по потеплению привели к повышению температуры воздуха на 1,4 градуса Цельсия и температуры почвы на 0,4 градуса, а также к снижению влажности почвы на 1,6%. Эти изменения увеличили «дыхание» экосистем на 30% в течение вегетационного периода, что привело к высвобождению большего количества углерода из-за повышенной метаболической активности в почве и растениях.
Изменения сохранялись в течение как минимум 25 лет после начала экспериментального потепления, что не было обнаружено в предыдущих исследованиях. «Мы знали из предыдущих исследований, что, скорее всего, обнаружим увеличение дыхания при потеплении, но мы обнаружили поразительное увеличение — почти в четыре раза большее, чем предполагалось ранее, хотя оно варьировалось в зависимости от времени и места», — говорит Сибрин Маес, ведущий автор исследования.
Увеличение «дыхания» экосистем также зависело от местных почвенных условий, таких как содержание азота и уровень pH. Это означает, что различия в почвенных условиях и других факторах приводят к географическим различиям в реакции — в одних регионах высвобождается больше углерода, чем в других. Понимание связи между почвенными условиями и «дыханием» в ответ на потепление важно для создания более совершенных климатических моделей.
«Наша работа представляет собой первую оценку реакции дыхания экосистем на экспериментальное потепление на таком широком экологическом градиенте в тундре, включающем полный набор экологических факторов», — говорит Эллен Доррепаал.
Исследование также предлагает более широкий взгляд на арктические и альпийские регионы, прогнозируя увеличение «дыхания» на всей территории тундры, а также более подробную информацию о вариациях в чувствительности реакции.
«Мы видим, что некоторые районы, особенно в Сибири и Канаде, демонстрируют большую чувствительность к потеплению, — говорит профессор Матти Кумму. — Мы ожидаем увеличения дыхания во всей Арктике и альпийской тундре, но больше данных, особенно по местным почвенным условиям, являются ключом к решению остающихся неопределенностей и уточнению наших прогнозов».
Понимание изменения экосистем в ответ на изменение климата и влияния этих изменений на климат жизненно важно для точного представления о том, как изменится мир. Полученные результаты служат основой для совершенствования климатических моделей, но исследователи планируют уточнить их, проанализировав, как изменяются экспериментальные участки с течением времени, и расширить рамки эксперимента, включив в него новые участки.
Ранее проект Solid Carbon предположилиспользование плавучих платформ для впрыскивания углекислого газа в базальтовые породы на дне океана с целью его удержания и удаления из атмосферы. Ученые уверены, что такой подход обеспечит надежное и безопасное хранение углерода, предотвращая его повторное поступление в атмосферу и сокращая тем самым воздействие парниковых газов на изменение климата. Для воплощения этой идеи необходимо около $60 млрд, чтобы протестировать прототип в море.
