Будущий рост фотосинтеза растений показал сезонный цикл углекислого газа

Удвоение концентрации углекислого газа вызовет увеличение глобального фотосинтеза растений примерно на треть, согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature.

Эта работа важна как для здоровья биосферы, поскольку фотосинтез обеспечивает основу пищевой цепи для животной жизни, так и для понимания будущих изменений климата. В настоящее время растительность и почвы замедляют глобальное потепление, поглощая около четверти антропогенных выбросов CO₂. Считается, что этот сток углерода на суше частично обусловлен увеличением фотосинтеза. Широко принято, что фотосинтез растений будет усиливаться с ростом CO₂, если не лимитируется питательными веществами, такими как азот и фосфор.

Все глобальные модели земной системы (ESMs) предсказывают рост глобального фотосинтеза с увеличением CO₂, но их оценки масштаба этого «удобрения CO₂» различаются в три раза.

Авторы исследования из Немецкого аэрокосмического центра (DLR) и Университета Эксетера (Великобритания) обнаружили, что величина удобрения CO₂ проявляется в том, как меняется сезонный цикл концентрации углекислого газа в атмосфере. Ведущий автор Сабрина Венцель из DLR поясняет: «Концентрации CO₂, измеряемые десятилетиями на Гавайях и на Аляске, показывают характерные циклы с более низкими значениями летом, когда активный фотосинтез заставляет растения поглощать CO₂, и более высокими зимой, когда фотосинтез прекращается. Таким образом, амплитуда сезонного цикла зависит от силы летнего фотосинтеза и длины вегетационного периода».

Измерения показывают увеличение амплитуды этого сезонного цикла. Исследование Венцель и коллег отвечает на вопрос о последствиях, установив связь между увеличением амплитуды CO₂, которое моделирует модель, и прогнозируемым ею удобрением CO₂. Это позволяет преобразовать наблюдаемый рост амплитуды CO₂ в значительно улучшенную оценку удобрения CO₂, которую авторы называют возникающим ограничением.

Соавтор работы, профессор Питер Кокс из Университета Эксетера, резюмирует: «Несмотря на ограничения по питательным веществам в некоторых регионах, наше исследование указывает, что удобрение фотосинтеза CO₂ в настоящее время играет важную роль в глобальном стоке углерода на суше. Это означает, что мы должны ожидать значительного сокращения стока углерода на суше, когда начнем стабилизировать концентрацию CO₂».