Для водно-болотных растений повышение уровня моря сводит на нет преимущества высокого содержания углекислого газа

Водно-болотные угодья по всему миру находятся под угрозой затопления из-за повышения уровня моря. Однако десятилетиями учёные надеялись, что другой аспект изменения климата — рост концентрации углекислого газа (CO₂) — может стимулировать дополнительный рост растений, позволяя прибрежным экосистемам развиваться достаточно быстро, чтобы опережать подъём воды. Как показало новое исследование, опубликованное 18 мая, этот полезный побочный эффект исчезает.

«Слишком много воды — это стресс, экологический стресс для реакции растений на высокий уровень CO₂», — заявил Чунву Чжу, ведущий автор отчёта в Science Advances. Исследование, проведённое во время его работы в Смитсоновском центре экологических исследований (SERC), показало, что консервация водно-болотных угодий критически важна как для борьбы с изменением климата, так и для адаптации к нему.

Исследование проходило на территории Global Change Research Wetland в Мэриленде, где находится самый длительный в мире полевой эксперимент по изучению влияния повышенного CO₂ на растения, начатый в 1987 году. В 15 открытых камерах учёные повышали концентрацию CO₂ на дополнительные 340 ppm, что примерно вдвое превышало уровень 1987 года. Первые два десятилетия растения в этих камерах росли на 25% лучше над землёй и на 35% лучше под землёй (за счёт корней), что критически важно для наращивания почвы и «вертикального» роста болот.

Однако после 2005 года эффект сошёл на нет. За последние 14 лет наблюдений не было обнаружено разницы в росте между камерами с высоким и нормальным уровнем CO₂. Учёные исследовали различные возможные причины, включая осадки, температуру и содержание питательных веществ, но связь была обнаружена только с повышением уровня моря. Как только уровень воды на исследуемой территории поднялся на 15 см по сравнению с 1987 годом, преимущества повышенного CO₂ исчезли.

«В некотором смысле это гонка, — отметил соавтор Льюис Зиска. — Гонка между тем, что может сделать CO₂, и тем, что может сделать уровень моря». Частые затопления лишают корни растений, являющихся аэробными организмами, доступа к кислороду. Некоторые водно-болотные угодья могут избежать затопления, мигрируя вглубь суши, если для этого будет достаточно пространства.

Это открытие также заставляет пересмотреть углеродный бюджет планеты: теперь, когда стимулирующий эффект CO₂ для роста водно-болотных угодий оказался непостоянным, способность этих экосистем поглощать углерод в ближайшие десятилетия становится ещё более неопределённой.