Избыток углекислого газа, выделяемый при сжигании ископаемого топлива, такого как уголь и нефть, является одним из наиболее важных факторов, способствующих глобальному потеплению. В то время как мир сосредоточен на борьбе с глобальным потеплением путем ограничения этих выбросов, меньше внимания уделяется способности растительности и почв поглощать и накапливать углерод.
Один из самых популярных подходов к хранению углерода - защита тропических лесов. Если вырубить тропический лес, углерод, хранящийся в стволах и листьях, будет выпущен в атмосферу. Но растения в альпийских сообществах Норвегии также играют роль в хранении или выделении углекислого газа.
«Мы не задумываемся о том, сколько углерода на самом деле хранится прямо у нас на заднем дворе», - говорит Миа Ведель Соренсен, кандидат наук на кафедре биологии NTNU, изучающая накопление углерода в кустарниковой растительности в горах Довре., в середине Норвегии.
Разные типы растительности, разное хранение
Соренсен сравнил три типа растительности, типичных для норвежских гор:
- Кустарники (ива)
- Весник (водика и вереск)
- Луг
"Я хотел выяснить, сколько углерода эти три типа растительности хранят и выделяют. Моя гипотеза заключалась в том, что кустарники хранят больше углерода, чем вересковая и луговая растительность, потому что у кустарников больше биомассы и, следовательно, у них более высокая скорость фотосинтеза", сказала она.
Но оказалось наоборот: кустарники, даже самые высокие, на самом деле хранят меньше всего углерода.
«Меня удивило, что луга на самом деле содержат намного больше углерода, чем кустарники. Углерод на лугах хранится в основном под землей, рядом с корнями», - сказала она
Количество углерода, хранящегося в вересковой растительности, больше, чем в кустарниковой растительности, но меньше, чем на лугах, сказала она.
Одна необычная характеристика вересковой растительности заключается в том, что она может фотосинтезировать зимой под снегом, потому что она вечнозеленая и обычно растет в малоснежных районах. Это означает, что солнечный свет может достигать этих растений зимой.
Расширение кустарниковых сообществ
Изменение климата меняет состав растительности в арктических и альпийских районах. Это особенно верно в горах Норвегии, где площадь кустарниковых зарослей увеличивается. Это также отчасти культурное изменение, потому что изменение методов ведения сельского хозяйства приводит к уменьшению количества животных в горах. Это позволяет кустам расти в местах, где животные, такие как овцы, могли когда-то поедать саженцы кустарников, а более теплый климат означает, что кустарники могут расти на возвышенностях в горах.
"Важно выяснить, что происходит с улавливанием и хранением углерода, когда кустарники и кустарники занимают территории, которые раньше были покрыты вересковой растительностью. Как повлияет накопление углерода в альпийских и арктических регионах, когда расширятся кустарниковые сообщества за счет лугов и вересков?" - сказал Соренсен.
Измерено в горах Довре
Серенсен и ее коллеги провели два лета в горах Довре, где установили небольшие палатки над пробными участками с различными типами растительности. Небольшие палатки позволили им измерить, сколько CO2 было потреблено и высвобождено - или то, что ученые называют потоком CO2 - растениями на разных участках. Измерения потоков показывают, сколько CO2 поглощается растениями и сколько выделяется растениями и почвой.
Кроме того, исследователи собрали образцы растительности и выкопали образцы почвы. Они измерили содержание углерода в растительности, а также в органическом и минеральном слоях почвы. Это дало им информацию о том, сколько углерода фактически хранят три различных типа растительности.
«Раньше не проводилось много исследований по этому вопросу, поэтому интересно узнать больше о том, сколько углерода на самом деле хранится в почве», - сказала она.
Путь вперед
Sørensen также исследует, почему луговая растительность удерживает гораздо больше CO2, чем кустарниковая растительность.
Наша гипотеза заключается в том, что это связано с тем, что происходит под землей, например, с тем, как растут корни. Это также может быть связано с микоризой, которая представляет собой грибы, которые растут в симбиотической ассоциации с корнями растений и могут иметь Влияние на выбросы углерода. Микоризы встречаются как в кустарниках, так и в верещатниках, но не так много в луговой растительности», - сказал Соренсен.
Она также рассмотрит, что происходит с углеродным балансом, когда кустарники пересаживают на луга и лечебную растительность, и что происходит, если вокруг растений устанавливается защитное ограждение, чтобы овцы и другие пастбищные животные не могли Ешьте растительность, сказала она.
Эта часть ее исследования позволяет Соренсен воссоздать то, что сейчас происходит в норвежских горах, когда кустарники вытесняют другие растительные сообщества. Она также измерит, как это повлияет на счета бюджета CO2.
Участвуют шесть университетов
Исследование Соренсена является частью крупного исследовательского проекта под названием ECOSHRUB, который является результатом сотрудничества между NTNU, Северным университетом, Университетом Антверпена, Университетом Гента, Государственным музеем естественной истории в Карлсруэ и Университетом Аризоны.
Изменение климата вызывает сдвиги в типах растительности и площади как арктических, так и альпийских экосистем. Одно из самых больших наблюдаемых изменений заключается в том, что кустарниковые сообщества расширяются за счет других типов растительности, таких как вересковые пустоши. Исследователи ECOSHRUB изучают, как это повлияет на растительность, саженцы, микроклимат, альбедо (способность отражать свет) и баланс углерода.