Дыхание Земли: круговорот углерода в наземных экосистемах

Два новых международных исследования могут изменить представления ученых о критически важной взаимосвязи между климатом Земли и углеродным циклом. Работы, опубликованные в журнале Science, исследуют глобальные скорости фотосинтеза и дыхания экосистем — глубокие «вдохи» и «выдохи» углекислого газа планетой.

Первое исследование под руководством Кристиана Бера из Института биогеохимии Общества Макса Планка (Йена, Германия) оценило валовую первичную продукцию (GPP) — общее количество CO₂, ежегодно поглощаемого наземными растениями в процессе фотосинтеза. Используя комбинацию наблюдений и моделирования, ученые определили этот показатель в 123 миллиарда тонн углерода в год. Ключевой вывод: тропические леса ответственны за 34% этого глобального поглощения, а саванны — за 26%, несмотря на вдвое большую площадь последних. Также было установлено, что количество осадков значительно влияет на поглощение углерода растениями более чем на 40% покрытых растительностью земель.

Вторая работа, проведенная Мигелем Махечей и его коллегами, разрешила давние споры о влиянии краткосрочных колебаний температуры воздуха на дыхание экосистем (выделение CO₂ обратно в атмосферу). Проанализировав данные с 60 площадок сети FLUXNET, исследователи показали, что чувствительность дыхания экосистем к кратковременным изменениям температуры (параметр Q10) схожа по всему миру и составляет в среднем 1.4. Это указывает на то, что краткосрочная климатическая обратная связь с углеродным циклом может быть менее выраженной, чем считалось ранее.

Вместе эти результаты дают более четкое представление о глобальном цикле углерода и его связи с изменяющимся климатом. Они основаны на анализе обширных массивов данных сети FLUXNET, дистанционного зондирования и климатических моделей. Полученные выводы помогут повысить точность прогнозных моделей, оценивающих, как изменение климата может повлиять на круговорот углерода в будущем.

«Мы достигли вехи, использовав огромный объем данных FLUXNET в дополнение к дистанционному зондированию и климатическому реанализу», — отметил Кристиан Бер. Ключевой вывод второй работы, по словам Мигеля Махечи, заключается в том, что «краткосрочная температурная чувствительность дыхания экосистем сходится к единому глобальному значению… Наши результаты примиряют кажущиеся противоречия между модельными и полевыми исследованиями».