В связи с изменением климата ученые пытаются понять, каким образом повышение средней температуры Земли влияет на возможность деревьев поглощать углерод. Ведь, как известно, лес играет ключевую роль в сокращении объемов выброса углекислого газа.
Исследование, недавно опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, раскрывает важные аспекты того, как теплые зимы могут негативно сказаться на накоплении углерода деревьями, даже если жаркое лето способствует их активному росту.
В рамках эксперимента в течение 10 лет специалисты изучали влияние повышенной температуры почвы и снижения толщины снежного покрова на шести лесных участках в Хаббард-Брук (штата Нью-Гэмпшир). Две выделенные территории были оставлены в неизменном виде. Еще на двух в течение вегетационного периода ученые повышали температуру почвы на 5°C с помощью заглубленных нагревательных кабелей. На оставшихся участках в течение вегетационного периода не только повышали температуру почвы на те же 5°C, но и периодически убирали снег в течение зимы, чтобы вызвать до четырех циклов замерзания и оттаивания.
На участках в основном росли красные клены. Ученые регулярно замеряли скорость их роста, уровень снежного покрова и температуру почвы на каждой площадке.
Полученные результаты подтвердили, что на участках с искусственно подогретым грунтом наблюдался ускоренный рост древесины. Однако если сравнить показатели накопления углерода между двумя группами — теми, где снег сохранялся стабильно, и теми, где происходили частые колебания температуры — разница оказалась значительной.
На подогреваемых площадках деревья увеличили объем связанного углерода почти вдвое (на 63%) по сравнению с контрольными зонами, тогда как клены, испытавшие дополнительные зимние нагрузки в виде резких колебаний температур, смогли увеличить свое углеродное хранилище лишь на треть (на 31%).
Таким образом, снижение уровня снежного покрова зимой оказывает существенное отрицательное влияние на способность деревьев задерживать углерод. Замечено, что устойчивый слой снега защищает корни растений от повреждений, связанных с частыми заморозками и оттепелями, обеспечивая оптимальные условия для хранения углерода.
Современные экологические модели исходят из предположения, что рост деревьев в условиях теплого климата сопровождается увеличением объема усвоенного углерода благодаря повышенной доступности минеральных элементов в почве. Новое исследование подтвердило такую тенденцию, но в то же время продемонстрировало необходимость учета дополнительного фактора — учащенных периодов оттепелей и последующих морозов зимой. Ученые подчеркнули важность включения этого аспекта в моделирование климатических изменений, поскольку иначе нынешние оценки прироста углерода в лесах могут оказаться существенно завышены — вплоть до половины реальной величины.
Для получения наиболее достоверных данных авторы работы намерены в дальнейших экспериментах охватывать больше видов и экосистем. Это поможет лучше оценить потенциальные долгосрочные последствия климатических сдвигов для северных умеренных лесов.
Ранее Наука Mail писала о том, как ученые раскрыли многолетнюю тайну преобразования углекислого газа в топливо.