Зростання викидів вуглекислого газу знизить запаси органічної речовини в лісових грунтах

Активний приріст рослинної біомаси, який відбувається при збільшенні концентрації вуглекислого газу в повітрі, призводить до активної витрати законсервованого грунтового вуглецю. Особливо чітко ця тенденція простежується в лісових екосистемах: приріст біомаси на 23  2 відсотка призведе до нульового балансу захоплення вуглецю ґрунтом - утворюватися органічної речовини в ґрунті буде не більше, ніж поглинатися з неї рослинами. Стаття опублікована в журналі.

Екосистеми суші щороку захоплюють близько 30 відсотків антропогенних викидів вуглекислого газу. Поглинений вуглець при цьому переходить переважно в рослинну біомасу або в органічну речовину ґрунту. Зростання концентрації вуглекислого газу в повітрі, як правило, призводить до активації фотосинтезу і збільшення рослинної біомаси. Однак запаси вуглецю в ґрунті при цьому часто не змінюються або навіть зменшуються - ґрунт починає викидати CO₂ більше, ніж консервувати у вигляді органічної речовини. Відгук ґрунтового вуглецю на зростання викидів вуглекислого газу залишається недостатньо вивченим, що створює невизначеність для прогнозу кліматичних змін.

Вчені під керівництвом Сезара Террера (César Terrer) зі Стенфордського університету спробували встановити механізм, який призводить до втрати вуглецю ґрунтом при зростанні концентрації вуглекислого газу в атмосфері. Для цього вони провели метааналіз 108 досліджень (268 спостережень) відгуку ґрунтової органічної речовини на зміни концентрації CO₂ в повітрі. Всі екосистеми суші автори віднесли до чотирьох умовних типів - агроекосистем, лісів, чагарників і лугів. При цьому вони враховували клімат, рослинну біомасу, тип ґрунту і внесення в нього азотних добрив.

Автори дійшли висновку, що підвищення концентрації вуглекислого газу в повітрі на 65 відсотків підвищить вміст вуглецю в ґрунті в середньому приблизно на п'ять відсотків. В агроекосистемах зростання може скласти 8, 2 відсотки, а в лісах, навпаки, його не буде (0, 2 відсотки). При цьому приріст біомас рослинності в агроекосистемах і лісах складе 9-3 і 23-2 відсотки відповідно. Вчені пов'язують це з тим, що високі концентрації CO2 в повітрі стимулюють фотосинтез, і рослини, нарощуючи свою біомасу, активно використовують органічну речовину ґрунту - швидкість її освіти в ґрунті відбувається значно повільніше цього процесу. Цей нюанс тільки належить врахувати в кліматичних моделях.

Раніше вчені оцінили можливість переходу екосистем суші з поглиначів вуглецю в джерела його емісії, акцентуючи увагу на температурній залежності фотосинтезу в різних біомах. Вони дійшли висновку, що при поточних темпах антропогенних викидів вуглекислого газу вже до 2040-2060 років чиста первинна продуктивність біомів суші знизиться в середньому на 44 відсотки.