Исследователи создают новую картину круговорота углерода в наземных экосистемах

Международная исследовательская группа под руководством Нуно Карвальяйша и Маркуса Райхштайна из Института биогеохимии Макса Планка в Йене представила в журнале Nature новый анализ, согласно которому среднее глобальное время оборота углерода в наземных экосистемах составляет 23 года. В тропиках углерод возвращается в атмосферу уже через 15 лет, а в высоких широтах — через 255 лет. Учёные установили, что количество осадков является не менее важным фактором, определяющим скорость оборота, чем температура. Кроме того, общее количество углерода, хранящегося в наземных экосистемах, особенно в почвах, оказалось больше, чем считалось ранее.

Точное понимание времени, которое атом углерода проводит в экосистеме, критически важно для углеродного баланса и климатических моделей. Это ключевой фактор в прогнозировании того, останутся ли растения и почвы надёжным поглотителем углерода в условиях глобального потепления или превратятся в его источник. Для улучшения прогнозов исследователи впервые оценили общий запас углерода в почвах на всей глубине, а не только в верхнем метре.

Согласно исследованию, наземные экосистемы хранят примерно 2800 миллиардов тонн углерода — на 400 миллиардов тонн больше предыдущих оценок. Крупнейшие резервуары находятся в тропических лесах, за которыми следуют леса высоких северных широт. Анализ впервые детально показал глобальное распределение времени оборота: в тропических лесах и саваннах оно составляет 14–16 лет, в арктической тундре — около 65 лет, а в бореальных лесах — 53 года.

«Это вполне объяснимо, поскольку микроорганизмы, участвующие в разложении растений, нуждаются в воде для своего метаболизма. Мёртвому растению в пустыне разложиться требуется гораздо больше времени, чем в тропическом лесу», — поясняет Нуно Карвальяйш. Однако эта корреляция до сих пор недостаточно учитывалась в глобальных климатических моделях. Неожиданным результатом стало сокращение времени оборота углерода в саваннах с увеличением количества осадков, что, возможно, связано с учащением пожаров в более влажных и лесистых районах.

«Карты распределения углерода и времени его оборота — действительно инновационный аспект нашей работы, — подчёркивает Маркус Райхштайн. — Подобно астрофизикам, открывающим новый мир, мы также нашли новое изображение нашей планеты — только под поверхностью». Эти данные должны помочь существенно улучшить точность климатических прогнозов.