Путь к «зеленой» смерти

Исследователи из Колумбийского университета пришли к выводу, что способность растений и почвы поглощать углекислый газ может начать снижаться в середине XXI века. Это увеличит концентрацию CO2 в атмосфере и приведет к ускоренному повышению глобальной температуры, провоцируя погодные катаклизмы. Мы поговорили с палеонтологом Андреем Журавлевым и биологом Иваном Сморкаловым о новом исследовании и воздействии растений на климат.

Фото: Unsplash/Jacob Plumb

Ежегодные антропогенные выбросы CO2 составляют почти 40 млрд тонн. Около половины улавливается растениями. Хотя углекислый газ необходим для их роста, существует предел того, сколько CO2 они могут поглощать. Как отмечается в исследовании Колумбийского университета, в XXI веке изменения в уровне влажности почвы будут вызывать рост углеродных выбросов в атмосферу — около 2-3 гигатонн ежегодно, что сопоставимо с наземным поглощением CO2. Чистая продуктивность биома — объемы улавливания углерода за вычетом потерь — будет уменьшаться. По данным исследования, колебания влажности, вызванные засухами и наводнениями, уже сейчас снижают поглощающую способность наземных экосистем. Это связано с нелинейной реакцией потоков CO2 на изменения в круговороте воды и взаимодействия между сушей и атмосферой.

Пьер Жентин, Джулия Грин и их коллеги из Колумбийского университета в статье «Значительное влияние уровня влажности почвы на долговременное поглощение углерода наземными биомами» пришли к парадоксальным выводам: с потеплением климата при современном уровне эмиссии CO2 захват атмосферного углерода растениями и почвой достигнет предела к 2060 году (что, теоретически возможно, и верно), но из-за нехватки биогенов, способствующих развитию растительности, и засух во многих регионах, вызывающих замену лесных биомов степными, приведет к обратному эффекту — возвращению накопленного углерода в атмосферу и дальнейшему повышению температуры воздуха. Это сочетание парникового эффекта с засухами, расширением степного биома, опустыниванием и даже сокращением облачного покрова авторам совсем не кажется парадоксальным.

Однако повышение температур ведет к таянию континентальных ледников, где сосредоточены значительные запасы влаги, повышению уровня моря и, как следствие, расширению площади морей (то есть увеличению площади испарения) и стимуляции самого процесса испарения (в частности, и с усилением облачного покрова) — значит, к увлажнению климата, а не к аридизации. Так, например, было в позднемеловую или в эоценовую эпохи. В эоцене тропические мангровые леса росли даже на заполярных Новосибирских островах, и при том, что в ту эпоху наблюдались максимальные за последние 60 млн лет концентрации углекислого газа в атмосфере и максимальные для всей планеты температуры, это было время развития именно лесов, а не степей и пустынь. Последние, как и аридность климата в целом (при самом низком уровне содержания двуокиси углерода в атмосфере), были характерны для плейстоценового ледниковья.

Андрей Журавлев, палеонтолог, доктор биологических наук, профессор кафедры биологической эволюции Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова

В условиях быстрых климатических изменений нам особенно важно понимать, как «работает» наша планета и чего ждать при разных вариантах развития событий. Для этого используются математические модели разной сложности. Результаты при этом зачастую получаются противоречивые, в зависимости от факторов, которые принимаются в расчет.

У растений есть механизмы защиты от водного стресса, и их вряд ли учитывают климатические модели. В общем, это исследование — очередной шажок в попытках описать наш мир, состоящий из сетей прямых и обратных связей, языком математических формул.

Авторы показали, что дефицит влаги в почве (даже краткосрочная засуха), может сильно ограничить возможность (но не способность) поглощения углекислого газа из атмосферы растениями. Поэтому необходимо это учитывать при моделировании изменений содержания СО2 в атмосфере. Но, конечно, это не значит, что в будущем все пойдет именно так, как описано в статье.

Иван Сморкалов, научный сотрудник лаборатории экотоксикологии популяций и сообществ Института экологии растений и животных Уральского отделения РАН

Ведущий автор исследования Колумбийского университета Пьер Жентин отметил: если бы в течение следующего столетия не было засух и периодов аномальной жары, континенты смогли бы хранить почти вдвое больше углерода, чем сейчас. Как подчеркнул ученый, нужно выделять больше ресурсов для изучения реакции растений на нехватку воды. Результаты необходимо использовать для уточнения климатических моделей.

Исходные данные исследования не учитывают постоянную смену биомов в целом и весьма мозаичных по составу растительных сообществ в частности. Кроме того, они полагают конечным резервуаром для стока углерода собственно растительные ткани и почвы (что неверно: конечный резервуар — это Мировой океан). Поскольку аридизация и опустынивание целых регионов связаны не с циклом углерода, а с непродуманным и неэкономичным использованием водных ресурсов конкретными представителями бизнеса и примкнувшими к ним чиновниками (это особенно характерно для России, но не только для нее), а также с нещадной и бесконтрольной вырубкой лесов, которые являются важнейшим резервуаром и перераспределителем влаги на суше.

Андрей Журавлев

По оценкам ВОЗ, по причинам, связанным с экстремально высокими температурами, в 2030 году погибнет более 92 тыс. человек, а в 2050 году — свыше 250 тыс., если не будут внедряться меры по адаптации к климатическим изменениям.