Изменения углеродной динамики озер Цинхай-Тибетского нагорья: от преобладающих источников к формирующимся поглотителям углерода

Новое исследование показывает, что ежегодные выбросы углерода из озер на Цинхай-Тибетском нагорье (QZP) снизились. Некоторые водоемы, бывшие источником углерода в период 1970–2000 годов, превратились в его поглотители к 2000–2020 годам. Это открытие имеет значение для оценок глобального потепления и изменения климата в Китае.

Исследование, опубликованное в журнале Environmental Science and Ecotechnology, проливает свет на временные рамки и степень изменения годового потока CO₂ для озер региона. Авторы установили, что в целом озерные системы QZP выступали источником углерода с 1970 по 2000 год с годовым потоком обмена CO₂ 2.04 ± 0.37 Тг C год⁻¹. С 2000 по 2020 год некоторые пресные и соленые озера превратились из источника в небольшой поглотитель углерода, а общий годовой поток CO₂ снизился до 1.34 ± 0.50 Тг C год⁻¹.

До 2000 года средняя температура на QZP была ниже, темпы роста водных растений и фитопланктона относительно низки, а влияние дыхания на выбросы углерода было более выраженным. После 2000 года среднегодовая температура на нагорье стала расти. При этом CO₂, поглощаемый в процессе фотосинтеза, стал превышать CO₂, выделяемый при дыхании, а парциальное давление CO₂ (pCO₂) на границе вода-воздух снизилось, что способствует поглощению CO₂ водоемами.

Большинство озер QZP расположены выше 3000 м, уровень их эвтрофикации низок. Фитопланктон и водные макрофиты очень чувствительны к доступности света, и даже небольшое снижение солнечной радиации замедляет процессы дыхания и постепенно сокращает выбросы CO₂. Кроме того, солнечная радиация играет ключевую роль в выбросах углерода при таянии льда. Весенняя циркуляция водной толщи, вызванная конвекцией, приводит к значительному выбросу CO₂. В последние десятилетия годовая солнечная радиация на QZP в целом снизилась, что ослабляет конвекцию и, как следствие, выбросы CO₂.

С начала XXI века скорость увеличения площади озер ускорилась из-за возросших осадков и таяния ледников, что предоставило больше пространства для роста водных растений и фитопланктона. Увеличение речного стока привело к большему поступлению питательных веществ в озера, повысив биомассу. Расширение площади озер также снизило уровень их солености, уменьшив токсический стресс для организмов. Водные растения и фитопланктон стали поглощать больше CO₂ из атмосферы посредством фотосинтеза, увеличив фиксацию углерода.

Совокупность этих факторов привела к снижению выбросов углерода из озер QZP за последние пять десятилетий. Эта тенденция позволяет предположить, что в условиях продолжающегося глобального изменения климата озера нагорья могут играть все более значительную роль в региональном и глобальном углеродных циклах.