Растительность североевропейских болот оказалась способной сдерживать выбросы углерода даже во время глобального потепления

Глобальное потепление сильнее всего выражено в Арктике. Существует нешуточная угроза кардинальных изменений северных ландшафтов, поскольку арктические экосистемы реагируют на климатические изменения быстрее и более заметно, чем южные. Оттаивание вечной мерзлоты может изменить не только ландшафт, но и состав атмосферы, когда высвободится большое количество накопленного в ней метана и начнет разлагаться органика ее верхнего слоя. Около 25 процентов мировых запасов углерода содержится в торфяниках, и 80 процентов от этого количества — в северных торфяниках.

Вечномерзлые торфяники — очень сложные системы, неоднозначно реагирующие на изменение окружающей среды из-за пространственной неоднородности подземного льда и физических процессов, связанных с его образованием и таянием. Вызванные этим таянием выбросы углерода в атмосферу, как предполагают некоторые ученые, могут ускорить потепление.

По другим прогнозам, связанное с потеплением повышение продуктивности растений, напротив, увеличит способность северных торфяников поглощать углерод и таким образом сдержит повышение температуры. Разобраться в том, какой из этих в некоторой степени противоположных процессов «победит», решил коллектив ученых из Центра математических исследований (Мексика), Квебекского университета и исследовательских центров Geotop и GRIL (Канада), Стокгольмского университета (Швеция), Университета Восточной Финляндии, Университета Хельсинки, Хельсинкского института наук об устойчивом развитии и Геологической службы Финляндии, Эксетерского университета (Великобритания), Института геологии и геофизики Китайской академии наук и Кольского научного центра Российской академии наук. Результаты исследования в декабре 2022 года опубликовал журнал Global Change Biology.

Объектами изучения биологов стали высокоширотные болота и вечномерзлые торфяники европейской Субарктики: в Швеции, Финляндии и России. Временной промежуток, охваченный исследованием, составляет две тысячи лет и включает один холодный период (Малый ледниковый период с 1450 по 1850 годы) и два теплых: (средневековая климатическая аномалия с 950 по 1250 годы и современное потепление, начавшееся с 1980-х годов).

Ученые отобрали пробы из семи болот на севере Финляндии и Мурманской области и 26 многолетнемерзлых торфяников, расположенных в субарктической климатической зоне. Определив возраст различных слоев керна с помощью радиоуглеродного метода и свинца-210, они создали глубинно-возрастные модели, вычислили скорость накопления углерода в разные периоды и по органическим остаткам установили преобладающую в то время растительность.

Полученные данные свидетельствуют о том, что на протяжении многих веков происходил переход от более влажных к более засушливым условиям. Интересно, что начался он после средневековой климатической аномалии (около 1300 года) и не вернулся к увлажнению во время малого ледникового периода. В последние 200 лет растительные сообщества с преобладанием трав сменяются моховыми сообществами с преобладанием сфагнума, обладающего высокой способностью к накоплению углерода. Экосистемы торфяников показали устойчивость к потеплению последних десятилетий. Оттаивание вечной мерзлоты происходит постепенно, не приводя к масштабному заболачиванию торфяников и заметным выбросам метана.

На участках вне вечной мерзлоты закономерность, обнаруженная на вечномерзлых торфяниках, повторялась. Это позволило ученым предположить, что потепление климата вместо того, чтобы привести к катастрофическим потерям углерода, может усилить способность северных торфяников поглощать углерод, если наблюдаемый сдвиг режима от трав к мохообразным продолжится. В условиях потепления выбросы углерода будут в большой степени сдерживаться растительностью.

Исследование показало, насколько важным компонентом в динамике углерода являются растения. Необходимы дополнительные данные о процессах, связывающих изменения растительности вечномерзлых торфяников, гидрологию и многолетние климатические тренды, чтобы лучше понять динамику накопления углерода и смену видового состава при резком и постоянном таянии вечной мерзлоты. 

КНЦ РАН

76 статей

Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.

Показать больше