Модели климата переоценивали роль лесов в поглощении углерода

Наземные экосистемы играют важную роль в смягчении последствий изменения климата, поглощая около 30% выбросов углекислого газа, связанных с деятельностью человека. Новые исследования показывают, что способность суши накапливать углерод значительно возросла за последнее десятилетие.

Хотя общая величина поглощения углерода поверхностью Земли достаточно хорошо известна и может быть вычислена из глобального углеродного баланса планеты, распределение этого углерода между различными наземными резервуарами до недавнего времени оставалось предметом дискуссий. Ученые разделяют эти резервуары на живую биомассу, преимущественно леса, и неживые пулы углерода, включающие органическое вещество почвы, донные отложения озер и рек, водно-болотные угодья. Неживой углерод формируется из остатков мертвых растений и животных и служит пищей для почвенных организмов. Механизмы накопления углерода в живой биомассе, в первую очередь фотосинтез, хорошо изучены, однако изменения в неживых пулах углерода остаются во многом неизвестными и трудно поддаются измерению.

Исследователи смогли оценить колебания общих запасов углерода на суше, гармонизировав набор глобальных оценок, основанных на различных технологиях дистанционного зондирования и полевых данных, собранных в период с 1992 по 2019 год. Они объединили свою глобальную оценку с последними данными об обменах углеродом между сушей, атмосферой и океанами, чтобы определить, как накопленный на суше углерод распределяется между живыми и неживыми резервуарами.

Исследовательская группа под руководством Инона Бар-Она из California Institute of Technology обнаружила, что за период с 1992 по 2019 год на поверхности Земли было связано около 35 гигатонн углерода. Примечательно, что темпы этого накопления за последнее десятилетие выросли на 30%, увеличившись с 0,5 до 1,7 гигатонны углерода в год. Однако на долю растительности, в основном лесов, приходится лишь 6% этого прироста.

Ранее считалось, что леса являются основными поглотителями углерода на суше. Однако нарушения, связанные с изменением климата или деятельностью человека, такие как пожары и вырубка лесов, делают их все более уязвимыми. В некоторых ситуациях леса могут выделять почти столько же углерода, сколько накапливают. Тем не менее, они остаются важнейшими хранилищами углерода, которые необходимо сохранять.

Результаты показывают, что значительная часть механизмов накопления углерода на суше связана с захоронением органического углерода в бескислородных средах, таких как донные отложения естественных и искусственных водоемов, а также водно-болотные угодья. Более того, исследование указывает на то, что существенная доля наземных поглотителей углерода может быть связана с деятельностью человека, например, со строительством плотин, созданием искусственных прудов или даже с использованием древесины в долговечных конструкциях. Важным позитивным выводом является то, что большая часть прироста углерода на суше накапливается в более стабильных и долговечных формах по сравнению с живой растительностью.

Недостаток данных о накоплении углерода в почвах, водоемах и водно-болотных угодьях привел к тому, что существующие динамические глобальные модели растительности сильно переоценивали роль лесов как активных поглотителей углерода. Это исследование выявляет ключевые процессы накопления углерода на суше, которые не учитываются в современных моделях. Полученные данные могут послужить ценным ресурсом для проверки и улучшения будущих моделей, описывающих динамику живой биомассы растений.