Экосистема арктической тундры более устойчива к потеплению, чем предполагалось

Источник: tepid.ru

Ученые Калифорнийского Университета в Санта-Барбаре (США) профессор Джош Счимел и докторант Сита Систла отправились на север, в арктическую тундру и провели там экологическое исследование. Они хотели выяснить, как долгосрочное потепление в Арктике влияет на оборот углерода. Профессор Счимел предполагал, что постепенное потепление может ускорить оттаивание верхних слоев вечной мерзлоты и способствовать выделению парниковых газов в воздух. Так как вечномерзлые грунты на высоких широтах содержать почти половину всех глобальных почвенных запасов углерода, то повышение температуры даже не несколько градусов может привести к высвобождению огромного количества углерода. Арктика представляет собой наиболее быстро теплеющий биом на Земле, и возможная реакция вечной мерзлоты на изменение климата вызывает серьезное беспокойство ученых.

Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи посетили участок возле озера Тулик на севере Аляски. Экосистема этого района изучается экологами и климатологами уже очень давно, первые наблюдения за последствиями устойчивого потепления начались там еще в 1989 году. Профессор Счимел и его коллега обнаружили на участке типичную картину, характерную для потеплевшей Арктики. Низкие растения с мелкими корнями постепенно вытесняются высокими растениями с глубокими корнями, наблюдается доминирование древесных кустарников, а также увеличивается глубина оттаивания почвы. И в то же время, ученые получили неожиданные результаты исследования грунта — за 20 лет устойчивого потепления количество углерода в почве осталось прежним, несмотря на изменения в растительности.

По мнению докторанта Систлы, ответ на эту загадку кроется в тонкостях работы экосистемы. Возможно, повышенный рост растений способствовал стабилизации обратных связей оборота почвенного углерода. Ускоренное оттаивание и разложение грунта было компенсировано увеличением углеродного вклада в почву, достигнутым за счет роста растений и микроорганизмов. Эксперименты показали также, что зимой в почве наблюдается температура выше обычного, а летом — ниже нормы. Такие данные также могут быть объяснены за счет деятельности растений. Кустарники задерживают больше снега, чем стелющиеся виды, благодаря этому почва зимой замерзает меньше. А летом кустарники обеспечивают обширное затенение, что приводит к уменьшению парникового эффекта.

Увеличенный рост растений и оттепели все же может привести к росту высвобождения углерода на более глубоких слоях, которые залегают в зоне вечной мерзлоты. В самом деле, ученые обнаружили значительный биологический эффект потепления на глубине, «биотическое пробуждение» редуцентов почвенных минералов. Микроорганизмы демонстрировали большую активность — наряду с увеличением запасов углерода на этом уровне. Как отмечает профессор Счимел, эта удивительная система противовесов показывает, что почвенная экосистема более устойчива к потеплению, чем предполагалось ранее. Правда, выводы ученых нуждаются в подтверждении и уточнении. В ближайшее время исследователи планируют определить возраст углерода, содержащегося в арктической почве, чтобы уточнить, как меняется углеродный цикл на глубине.