Исследование: Повышение уровня моря — палка о двух концах для хранения углерода

Прибрежные экосистемы являются естественным хранилищем углерода, и политики рассматривают заливы, болота и прибрежные леса как природные решения для борьбы с изменением климата. Однако способность этих экосистем поглощать углекислый газ из атмосферы зависит от множества часто противоречивых факторов, включая поступление осадков, уклон побережья, величину прилива, волновой режим и изменения уровня моря.

Исследование, опубликованное в Nature Communications учёными из Виргинского института морских наук (William & Mary's Virginia Institute of Marine Science), использует новую компьютерную модель для лучшего понимания механизмов и долговечности хранения углерода в прибрежных зонах. Ключевым достижением стало моделирование перемещения углерода между экосистемами по мере того, как повышение уровня моря смещает их границы и относительные размеры. Предыдущие исследования прибрежного или «синего» углерода в основном фокусировались на его судьбе в рамках отдельных, статичных местообитаний.

Более реалистичное моделирование динамики болот показало, что скорость повышения уровня моря является ключевым фактором, определяющим, попадёт ли синий углерод в долгосрочный или краткосрочный прибрежный резервуар. Только долгосрочное хранение, в масштабе столетий или тысячелетий, поможет человечеству смягчить наихудшие последствия изменения климата.

«Наш ключевой вывод заключается в том, что прибрежная система устойчива и может продолжать накапливать увеличивающееся количество углерода при умеренных темпах повышения уровня моря, — говорит доктор Кендалл Валентайн, руководившая исследованием. — Но если скорость подъёма станет слишком высокой, болото не сможет угнаться за ней, система рухнет, и хранение углерода уменьшится».

Соавтор работы доктор Мэтт Кирван добавляет: «Наше исследование показывает, что повышение уровня моря — палка о двух концах для прибрежного секвестра углерода. Умеренные темпы повышения уровня моря усиливают продуктивность растений и сохранность углерода в почвах, тогда как быстрое повышение уровня моря меняет место хранения углерода — с относительно стабильных лесов на более уязвимые болота».

Исследователи смоделировали поведение прибрежных экосистем при скоростях повышения уровня моря от 1 до 15 миллиметров в год. Результаты показывают, что хранение углерода более чем удваивается при увеличении скорости подъёма с 2 до 5 мм/год и продолжает расти при темпах до 10 мм/год. За этой «точкой перелома» накопление углерода начинает снижаться по мере замещения леса болотом и усиления эрозии морского края болота.

Выбранные значения скорости подъёма охватывают наблюдаемые сегодня в разных точках мира и прогнозируемые на ближайшие десятилетия. Например, в 2022 году измеренные скорости относительного повышения уровня моря вдоль восточного побережья США варьировались от 1,49 мм/год в Портленде (Мэн) до 5,38 мм/год в Норфолке (Вирджиния). Отметка в 10 мм/год приближается в некоторых районах побережья Мексиканского залива США, где скорости превышают 8 мм/год. Значение 15 мм/год — это глобальная скорость повышения уровня моря, прогнозируемая Межправительственной группой экспертов по изменению климата (IPCC) ООН к 2100 году.

Результаты исследования важны для усилий по компенсации выбросов парниковых газов через покупку углеродных кредитов. Политика в области компенсаций за синий углерод, как и в случае с посадкой деревьев и другими наземными решениями, учитывает только углерод, захваченный в пределах конкретной экосистемы, чтобы избежать двойного учёта. Моделирование показало, что значительная часть углерода в болотных почвах действительно имеет внешнее происхождение. «Подтверждая результаты предыдущих полевых экспериментов, мы обнаружили, что до 50% углерода в болотных почвах создаётся в другом месте», — отмечает Валентайн.