Живые деревья уличили в изменении климата

Одним из главных критериев при оценке изменений климата являются уровни диоксида углерода (CO₂) и метана (CH₄) в атмосфере. Обычно рост концентрации этих газов связывается с антропогенными факторами, однако известно, что их выбросы происходят и естественным образом. Так, почвы лесов, стволы живых деревьев и их листья могут производить диоксид углерода и метан (заболоченные участки) или поглощать их (на возвышенностях). Кроме того, источником — в основном CO₂, — предположительно, выступает крупный древесный мусор на этапе разложения. Тем не менее, данных о выбросах, полученных in situ, недостаточно и то, как парниковый фон зависит от вида растений и биома, остается неясным.

В новой работе ученые провели наблюдения на участке леса размером 100x30 метров в округе Сесил, штат Мэриленд, который относится к умеренной зоне и находится на возвышенности. С помощью портативного газоанализатора авторы измерили уровни CO₂ и CH₄ в почве, крупном древесном мусоре и стволах расположенных в районе деревьев, наиболее распространенными из которых оказались бук крупнолистный (Fagus grandifolia), дуб (Quercus spp.), лириодендрон тюльпановый (Liriodendron tulipifera) и клен (Acer spp.). Анализ осуществлялся в вегетационный период (с апреля по декабрь 2014 года) при средней температуре воздуха 12,2 градуса Цельсия, пробы были получены с 48 точек.

Результаты показали, что в период наблюдений выбросы диоксида углерода из почвы были на 8 и 54 процентных пункта выше, чем из древесного мусора и стволов: 4,6 ± 0,59 литра на моль на квадратный метр против 4,2 ± 0,85 литра на моль на квадратный метр и 1,9 ± 0,39 литра на моль на квадратный метр соответственно. В то же время летом почвы выступали в качестве сильных поглотителей метана. При этом древесный мусор оказался источником или слабым поглотителем CH₄ в зависимости от сезона, тогда как стволы живых деревьев стабильно производили газ в течение года. Показатель не был связан с плотностью древесины и уровнем содержащихся в ней углерода и азота.

Примечательно, что «свежий» древесный мусор производил метан в большем объеме, чем разложившийся. Максимальные выбросы CO₂ были зафиксированы у живых красного клена (Acer rubrum), дуба и лириодендрона тюльпанового. Последний вид наряду с ниссой лесной (Nyssa sylvatica) и буком крупнолистным выступил основным источником метана. По словам ученых, уровень выбросов слабо зависел от диаметра ствола и высоты дерева, но оставался видоспецифичен. В свою очередь, только у N. sylvatica выбросы диоксида углерода не были связаны с температурой воздуха. Для метана авторам удалось установить порог в 17 градусов Цельсия, выше которого образцы поглощали больше газа, чем производили.

Исследователи отмечают, что полученные данные представляют собой одно из первых свидетельств стабильного парникового фона в стволах деревьев умеренной зоны, расположенных на возвышенности. Между тем источник метана в стволах образцов остается неясным. Вероятно, он может поступать в них из почвы или служить маркером начавшегося разложения.

Ранее Всемирная метеорологическая организация (WMO) объявила 2016 год самым теплым за всю историю наблюдений. Значительный вклад в динамику, по мнению специалистов, внес чрезвычайно мощный Эль-Ниньо, который привел к росту средней температуры воздуха на 0,2 градуса Цельсия.