Зарастание тундры лесом приводит к росту выбросов СО2

Превращение арктической тундры в тайгу или другие виды леса повлечет за собой освобождение многовековых запасов углекислоты из почвы и снижению ее способности по запасанию СО2, что может ускорить темпы изменения климата, заявляют климатологи в статье, опубликованной в журнале Nature Climate Change. Флора тундры поглощает достаточно небольшое количество углекислоты из атмосферы, однако при этом большая часть СО2 остается внутри органических останков, разложению которых препятствуют низкие температуры и вечная мерзлота. За тысячелетия своего существования в мерзлой почве накопилось огромное количество углерода, которое может попасть в атмосферу при дальнейшем изменении климата. Группа ученых под руководством Айэна Хартли (Iain Hartley) из университета Стирлинга (Великобритания) сравнила, насколько эффективно запасают и поглощают углекислый газ тундра и березовый лес в горах, расположенные в северной части Швеции. Как отмечают исследователи, заросли хладостойкой пушистой березы (Betula pubescens) постепенно вытесняют тундровые виды растительности на склонах Скандинавских гор и двигаются "вверх" и на север. Некоторые климатологи считают, что распространение древесной растительности в Арктике улучшает ее способность фиксировать СО2, так как береза и другие виды деревьев примерно в два раза лучше поглощают углекислоту. Хартли и его коллеги проверили эту гипотезу, проанализировав состав почв тундры и березового леса в районе национального парка Абиску в заполярной Швеции. В ходе экспедиции климатологи собирали образцы почвы за каждый месяц года и анализировали объем и массу растительных останков в них.

Оказалось, что почвы в арктических березовых лесах содержат малое количество органической материи. По расчетам ученых, удвоенная скорость поглощения углекислоты из атмосферы не может компенсировать потери в объеме запасенных останков растительности, которые происходят при превращении тундры в березовый лес.

Климатологи попытались найти причину такого обеднения почв, вычислив возраст и скорость разложения органического углерода в почве по следам радиоактивного углерода-14 в ее верхних слоях. Как отмечают исследователи, многочисленные испытания ядерных взрывных устройств и развитие атомной энергетики за последние 50 лет привело к насыщению атмосферы углеродом-14.

Растения поглощают этот изотоп наравне с "обычным" углеродом-12 и его атомы попадают вместе с другими органическими останками в почву. Высокая доля углерода-14 указывает на то, что отложения сформировались относительно недавно, во время "ядерного века", а низкая - на многовековой характер их формирования. Хартли и его коллеги обнаружили, что в почве березового леса почти не сохранилось органических останков, сформировавшихся раньше 1950-х годов. Это означает, что они были вымыты из почвы после превращения тундры в лес, и за время существования березовых лесов в почве накопилось очень небольшое количество углерода. Ситуация усугубляется тем, что корни растений стимулируют распад старой органики на большой глубине, что отражается в характерных пиках в концентрации углерода-14 во время интенсивного роста берез в июле и августе. Это объясняет необычно низкую долю углерода в почве арктических лесов.

Таким образом, превращение тундры в арктический лес приводит не только к уменьшению способности запасать углерод в почве, но и к высвобождению старых запасов органики, превращающейся в последствии в углекислоту и другие парниковые газы. Это может привести к значительному ускорению изменения климата, заключают ученые.