Насколько увеличивается поглощение углерода наземными экосистемами при росте концентрации CO₂ в атмосфере?

С 1750 по 2015 год в результате сжигания ископаемого топлива, производства цемента и изменения характера землепользования было выброшено около 600 петаграмм, или 600 миллиардов тонн углерода в виде CO₂. Примерно треть этого количества поглотили наземные экосистемы. Растения извлекают углекислый газ из атмосферы, преобразуя его в процессе фотосинтеза в сахара и крахмалы. При этом аппетит растений к CO₂ растёт: чем выше концентрация углекислого газа в воздухе, тем быстрее они его потребляют.

Учёные установили, что рост концентрации CO₂ в атмосфере усиливает наземный сток углерода — процесс, известный как удобрение углекислым газом. Количественная оценка этого эффекта критически важна для понимания и прогнозирования взаимодействия климата и углеродного цикла. Исследователи из 28 институтов девяти стран впервые количественно оценили эффект удобрения CO₂ за последние пять десятилетий, используя симуляции 12 моделей наземных экосистем и данные семи полевых экспериментов по обогащению среды углекислым газом.

Исследование показало, что чувствительность стока углерода в северных умеренных широтах к росту концентрации CO₂ линейно связана с чувствительностью на уровне конкретных участков. Основываясь на этой взаимосвязи и используя данные экспериментов в качестве ограничения, учёные подсчитали, что на каждое увеличение концентрации CO₂ на 100 ppm в атмосфере, наземный сток углерода возрастает на 0,64 млрд тонн углерода в год в умеренных широтах Северного полушария и на 3,5 млрд тонн углерода в год в глобальном масштабе. Команда также выявила, что именно удобрение CO₂ является основной причиной наблюдаемого увеличения глобального наземного поглотителя углерода.

«Это исследование снижает неопределённость в понимании эффекта удобрения CO₂ на наземный сток углерода», — отметил соавтор работы доктор Пяо Шилонг из Пекинского университета. По словам ведущего автора исследования доктора Лю Юнвэня, для объяснения глубинных механизмов эффекта удобрения CO₂ необходимы более долгосрочные полевые эксперименты, особенно в бореальных и тропических экосистемах, а также совместные усилия экспериментаторов и специалистов по моделированию.

Способность наземных экосистем поглощать углекислый газ растёт, что замедляет накопление CO₂ в атмосфере и темпы изменения климата. Заслуга в этом принадлежит эффекту удобрения CO₂, удлинению вегетационного периода и восстановлению лесов. Однако такие факторы, как пожары, волны тепла и таяние вечной мерзлоты, могут превращать прежние поглотители углерода в его источники.