Что «экосистемы на стероидах» в сельском хозяйстве делают с воздухом

Учёные выявили новый, «прямой отпечаток» человеческой деятельности на Земле, обнаружив, что сельскохозяйственные культуры играют значительную роль в сезонных колебаниях уровня углекислого газа (CO₂) в атмосфере. Это стало результатом исследования, проведённого Бостонским университетом, Мичиганским университетом и другими институтами.

Полученные данные раскрывают важный нюанс углеродного цикла, который поможет учёным понять и спрогнозировать, как растительность планеты будет реагировать на глобальное потепление. Сельское хозяйство усиливает естественные годовые колебания CO₂: растения поглощают углекислый газ весной и летом в период роста и выделяют его осенью и зимой при разложении. Эти сезонные эффекты отличаются от общего восходящего тренда концентрации CO₂, который является основной причиной изменения климата.

«Простая картина такова: растения дышат. Вы можете увидеть сезонное влияние этого на кривой Килинга — знаменитом графике, показывающем уровень атмосферного CO₂, измеряемый с вершины горы на Гавайях с конца 1950-х годов», — пояснил соавтор исследования Эрик Корт. За последние 50 лет эти сезонные «колебания» увеличились, особенно в северных широтах. Хотя большая часть изменений объясняется реакцией природных систем на изменение климата, новое исследование показывает, что это не вся история. «Оказывается, мы можем объяснить около 25% увеличения сезонных колебаний сельскохозяйственными угодьями, которые не являются естественной системой. Это другой прямой человеческий отпечаток», — отметил Корт.

Для получения результатов учёные собрали мировую статистику производства кукурузы, пшеницы, риса и сои, на которые приходится около 64% потребляемых в мире калорий. Они сравнили увеличение поглощения и выделения углерода этими культурами с оценками сезонного обмена углеродом в Северном полушарии, полученными из атмосферных наблюдений. Было установлено, что производство этих культур в Северном полушарии (выше тропиков) увеличилось более чем на 240% в период с 1961 по 2008 год, в то время как площадь земель выросла лишь на 18%. При этом сегодня эти угодья занимают всего 6% от всей площади растительности Северного полушария.

Этот скачок урожайности усилил сезонные колебания CO₂ на треть петаграмма за тот же период. Для сравнения, общие выбросы от ископаемого топлива в настоящее время составляют около 10 петаграммов в год. «Тот факт, что такая небольшая площадь суши может фактически влиять на состав атмосферы, — это удивительный отпечаток человеческой деятельности на планете», — заявил профессор Марк Фридл. Эти сельхозугодья являются «экосистемами на стероидах», добавил ведущий автор работы Джош Грей. Прогнозируется, что в следующие полвека производство продуктов питания должно почти удвоиться, что наложит ещё более сильный сигнал человеческой деятельности на атмосферные процессы.