Проанализировав 138 экспериментов, исследователи определили потенциал современных растений и деревьев по накоплению дополнительного углерода к концу века.
Результаты показывают, что к 2100 году деревья и растения могут сократить текущие выбросы за шесть лет, но только в том случае, если не произойдет дальнейшего обезлесения.
Исследование, проведенное Стэнфордским университетом и Автономным университетом Барселоны с участием исследователей Имперского колледжа Лондона, опубликовано в журнале Nature Climate Change.
По мере роста растения поглощают углекислый газ (CO2) из воздуха. По мере того, как концентрации CO2 в воздухе растут из-за антропогенных выбросов, исследователи предположили, что растения смогут расти больше и, следовательно, поглощать больше CO2..
Однако рост растений зависит не только от концентрации CO2, но и от наличия питательных веществ в почве, особенно азота и фосфора. Если растения не получают достаточного количества питательных веществ, они не будут расти больше, несмотря на более высокие концентрации CO2..
Сотни экспериментов за последние несколько десятилетий пытались определить, сколько дополнительного CO2 могут усвоить растения, прежде чем доступность питательных веществ станет ограничивающей, но многие пришли к выводу, что разные ответы.
Теперь группа из 32 ученых из 13 стран проанализировала все предыдущие эксперименты, чтобы дать глобальную оценку способности растений поглощать CO2.
Их результаты показывают, что во всем мире растения могут увеличить свою биомассу (органический материал) на 12 процентов при воздействии концентраций CO2, предсказанных для 2100 года.
Этот дополнительный прирост потребует достаточного количества CO2 из атмосферы, чтобы компенсировать шесть лет нынешних антропогенных выбросов.
Однако результат основан на том, что растительный и лесной покров остается на нынешнем уровне, поэтому дальнейшая вырубка лесов не происходит.
Ведущий автор д-р Сезар Террер, в настоящее время работающий в Школе наук о Земле, энергетике и окружающей среде Стэнфордского университета, инициировал проект во время учебы в Имперском колледже Лондона. Он сказал: «Сохранение ископаемого топлива в земле - лучший способ ограничить дальнейшее потепление. Но прекращение вырубки лесов и сохранение лесов, чтобы они могли расти больше, - наше следующее лучшее решение».
Несколько отдельных экспериментов, таких как окуривание лесов повышенным уровнем углекислого газа и выращивание растений в заполненных газом камерах, предоставили важные данные, но не дали однозначного ответа в глобальном масштабе.
Чтобы более точно предсказать способность деревьев и растений поглощать CO2 в будущем, исследователи синтезировали данные всех экспериментов с повышенным содержанием углекислого газа, проведенных до сих пор на пастбищах, кустарники, пахотные земли и лесные системы.
Используя статистические методы, машинное обучение, модели и спутниковые данные, они количественно определили, сколько питательных веществ в почве и климатические факторы ограничивают способность растений и деревьев поглощать дополнительный CO2.
Они обнаружили, что тропические леса обладают наибольшей способностью к росту и повышенному поглощению CO2, например, леса Амазонки, Конго и Индонезии.
Доктор Террер сказал: «Мы уже были свидетелями неизбирательной вырубки леса в нетронутых тропических лесах, которые являются крупнейшими резервуарами биомассы на планете. Мы рискуем потерять чрезвычайно важный инструмент для ограничения глобального потепления».
Исследование также показывает, как способность растений и деревьев поглощать дополнительный CO2 зависит от их ассоциации с различными грибами в их корнях, которые помогают им получать дополнительные питательные вещества из почвы.
Результаты исследования будут полезны ученым, строящим модели будущего изменения климата и воздействия лесовосстановления или обезлесения.