Проливая свет на то, сколько углерода могут поглощать тропические леса
Тропические лесные экосистемы являются важной частью глобального углеродного цикла, поскольку они поглощают и запасают большие объемы CO₂. Однако неясно, насколько эта способность различается между лесами с высоким и низким видовым разнообразием. Новое исследование IIASA проливает свет на этот вопрос, стремясь улучшить прогнозы роли тропических экосистем как глобальных поглотителей углерода.
Авторы нового исследования, опубликованного в Scientific Reports, изучили, сколько видов необходимо для функционирования тропической экосистемы и связанных с ней услуг, включая секвестрацию углерода. Это важно для прогнозирования будущих изменений климата, которые влияют на запасы углерода в экосистемах и могут спровоцировать дальнейшие климатические изменения через увеличение выбросов парниковых газов. Построение реалистичных сценариев функционирования тропических экосистем необходимо для совершенствования стратегий их сохранения и управления.
«Мы хотели выяснить, насколько детально нам нужно знать, чтобы делать верные предположения о силе тропических поглотителей углерода — иными словами, сколько углерода фактически секвестрируется тропической растительностью? Кроме того, мы хотели понять, обусловлены ли различия в поглощении углерода биотическими факторами (различиями между видами растений) или абиотическими, локальными факторами среды, такими как свойства почвы», — объясняет ведущий автор исследования Флориан Хофхансл.
Результаты показывают, что абиотические и биотические факторы взаимодействуют друг с другом, определяя, сколько углерода может быть запасено экосистемой в зависимости от доступности других ресурсов, таких как вода и питательные вещества. Это указывает на необходимость учета множества взаимосвязанных факторов для получения правдоподобных прогнозов будущей силы поглотителя углерода экосистемой.
Анализ на основе статистического моделирования путей выявил, что помимо климатических факторов (температуры и осадков), важную роль в формировании состава растительных сообществ играют текстура и химический состав почвы, влияющие на доступность воды и питательных веществ. Исследование специально рассматривало различия между деревьями, пальмами и лианами. Каждая из этих групп различается по количеству запасаемого углерода из-за различий в экологической стратегии. Например, лианы растут относительно быстро, но не запасают столько углерода, сколько ствол дерева, чтобы достичь той же высоты в пологе. Пальмы в основном остаются в подлеске.
Анализ также показал, что пальмы были более распространены на почвах с высокой объемной плотностью и низкой доступностью фосфора, в то время как определенные виды деревьев встречались на менее плотных почвах с высокой доступностью почвенной воды. Участки с меньшим количеством ресурсов содержали менее разнообразные растительные сообщества.
Традиционные крупномасштабные прогнозы влияния глобальных изменений на тропические леса обычно игнорируют факторы, вызывающие различия в составе растительных сообществ. В результате большинство современных подходов не учитывают ключевые процессы экосистем, такие как запасание углерода растительностью. Авторы считают, что их результаты могут быть использованы для улучшения современных моделей растительности, что позволит ученым уточнить прогнозы функционирования тропических лесных экосистем в будущих климатических сценариях.
«Мы сможем прийти к верным выводам и дать будущие прогнозы о том, сколько углерода может быть запасено, только если поймем сложность экологических систем и ее значение для обратной связи с атмосферой, — говорит Хофхансл. — Наш анализ подчеркнул важность объединения знаний из множества научных дисциплин: ботаники, экологии растений и геологии. Все это определяет, сколько углерода секвестрируется растительностью и сколько останется в атмосфере, дополнительно нагревая климатическую систему».