Повышение температуры на четыре градуса прекратит поглощение углерода растительностью

Последнее моделирование климата и биосферы указывает, что ключевой неопределенностью в прогнозировании реакции наземной растительности Земли на рост уровня CO₂ и глобальное потепление является время пребывания углерода — продолжительность его удержания в растениях в ходе глобального цикла. К такому выводу пришли исследователи.

Углерод будет проводить во все меньше времени в растительности по мере усиления негативных последствий изменения климата, таких как учащение засух, и быстро возвращаться в атмосферу, усугубляя глобальное потепление.

Масштабное моделирование показывает, что повышение температуры на четыре градуса станет порогом, после которого концентрация CO₂ в атмосфере начнет расти быстрее. Это произойдет из-за насыщения естественных поглотителей углерода — растительных экосистем, которые потеряют способность секвестрировать дополнительный CO₂.

Ученые призывают к смене приоритетов исследований: сместить фокус с общей продуктивности растений на малоизученное время пребывания углерода и взаимодействие разных типов растительности в экосистемах-поглотителях, таких как амазонские и бореальные леса.

Изначально высокий уровень CO₂ стимулирует фотосинтез и рост растений. Однако последующее потепление и связанные с ним засухи начнут нивелировать этот эффект. Моделирование демонстрирует, что при потеплении на 4°C негативные воздействия, такие как водный стресс, станут доминировать в глобальном масштабе. Поглотители углерода достигнут насыщения, и их способность абсорбировать CO₂ из атмосферы выйдет на плато, что ускорит накопление углерода в воздухе.

Исследование, проведенное под руководством доктора Эндрю Френда из Кембриджского университета, является частью проекта ISI-MIP (Inter-Sectoral Impact Model Intercomparison Project). Работа опубликована в специальном выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Глобальная растительность содержит большие запасы углерода, уязвимые к изменению климата, и именно они будут определять будущую концентрацию CO₂ в атмосфере», — отметил Френд. Команда использовала семь глобальных моделей растительности, включая модель Hybrid и последние наработки МГЭИК (IPCC). Моделирование проводилось на суперкомпьютерах с детализацией до 2500 км² и временным шагом в 30 минут вплоть до 2099 года.

Большинство моделей сходятся во мнении, что критическим фактором является именно время пребывания углерода, а порог в 4°C (прогнозируемый к концу века) отмечает момент достижения растительностью предела по поглощению углерода. «Во время волн жары экосистемы могут выбрасывать больше CO₂, чем поглощают. Мы наблюдали это в 2003 году в Европе, когда выбросы за теплое лето перекрыли эффект от поглощения углерода за четыре предыдущих года», — пояснил Френд.

Ученый подчеркивает, что эти выводы должны учитываться при разработке политики, чтобы понимать, при каком уровне потепления воздействия становятся критическими, и оценивать необходимые меры по смягчению последствий.