Таяние вечной мерзлоты в высокогорных экосистемах может быть скрытым, малоизученным источником выбросов углекислого газа в атмосферу, показывают новые исследования Университета Колорадо в Боулдере.
Новые результаты, опубликованные сегодня в журнале Nature Communications, показывают, что альпийская тундра в Переднем хребте Колорадо выбрасывает больше CO2, чем улавливает ежегодно, потенциально создавая петлю обратной связи, которая может усилить потепление климата и привести к еще большему увеличению выбросов CO2 в будущем.
Подобное явление существует в Арктике, где исследования последних десятилетий показали, что таяние вечной мерзлоты обнажает давно промерзшую тундровую почву и высвобождает запасы CO2, которые были погребены для вв.
«Мы задавались вопросом, может ли то же самое происходить в альпийской местности», - сказал Джон Ноулз, ведущий автор нового исследования и бывший аспирант географического факультета Калифорнийского университета в Боулдере и научный сотрудник Института Арктики и Альпийские исследования (ИНСТААР). «Это исследование убедительно свидетельствует о том, что это действительно так».
Леса долгое время считались жизненно важными «поглотителями углерода», поглощающими больше углерода, чем они производят, и помогающими снизить глобальные уровни CO2. В рамках углеродного цикла Земли деревья и другая растительность поглощают CO2 посредством фотосинтеза, в то время как микробы (которые разлагают питательные вещества почвы и органический материал) выделяют его обратно в атмосферу через дыхание, как и люди. отпускайте CO2 с каждым вдохом.
Таяние вечной мерзлоты, однако, меняет это уравнение. По мере того как ранее мерзлая тундровая почва оттаивает и впервые за многие годы обнажается, ее питательные вещества становятся доступными для потребления микробами. И в отличие от растений, которые впадают в спячку зимой, микроскопические организмы могут пировать круглый год, если условия окружающей среды подходящие.
Чтобы изучить этот эффект в альпийских условиях, исследователи измерили передачу CO2 от поверхности к воздуху в течение семи лет подряд (2008-2014 гг.) в Niwot Ridge Long Term Ecological Исследовательский центр (LTER) в Колорадо, высотный исследовательский проект, финансируемый Национальным научным фондом, который непрерывно работает уже более 35 лет. Команда также собрала образцы почвы CO2 и использовала радиоуглеродное датирование, чтобы оценить, как долго углерод, образующий этот CO2, присутствовал в ландшафте.
Исследование показало, несколько неожиданно, что бесплодные, продуваемые ветром ландшафты тундры на высоте более 11 000 футов выбрасывают больше CO2, чем они улавливают каждый год, и что лишь часть что CO2 был относительно старым в течение зимы, что является первой подобной находкой в умеренных широтах. Полученные данные свидетельствуют о более высокой, чем ожидалось, микробной активности в течение всего года, даже при отсутствии глубокого изолирующего снежного покрова.
«Микробам нужна не слишком холодная и не слишком сухая вода, им нужна жидкая вода», - сказал Ноулз, ныне работающий исследователем в Аризонском университете. «Сюрприз здесь заключается в том, что мы показываем зимнюю микробную активность, сохраняющуюся в районах вечной мерзлоты, где не собирается много изолирующего снежного покрова из-за того, что ветер сносит его».
В то время как чистый вклад CO2 в альпийской тундре невелик по сравнению с способностью леса поглощать, недавно задокументированный эффект может действовать как своего рода противовес, препятствуя атмосферному CO 2 сокращений горных экосистем в целом. По словам Ноулза, полученные данные необходимо будет учитывать при прогнозировании глобального потепления в будущем.
«До сих пор мало что было известно о том, как ведет себя альпийская тундра в отношении этого баланса, и особенно о том, как она может продолжать выделять CO2 год за годом», - сказал Ноулз.«Но теперь у нас есть доказательства того, что изменение климата или другое нарушение могут высвобождать из этого ландшафта углерод возрастом от десятилетий до столетий».