Тропические торфяно-болотные леса, которые когда-то занимали большие участки Юго-Восточной Азии и других районов, представляли собой значительный «поглотитель», который помогал удалять углекислый газ из атмосферы. Но такие леса быстро исчезают из-за сплошных рубок и дренажных работ, уступающих место плантациям. Теперь исследования показывают, что торфяникам грозит еще одна угроза, поскольку изменение климата меняет режим выпадения осадков, что может привести к уничтожению даже лесистых торфяников, которые остаются неосушенными.
Конечным результатом является то, что эти бывшие поглотители углерода, которые выводили парниковые газы из атмосферы, теперь являются чистыми источниками углерода, вместо этого ускоряя потепление планеты.
Выводы описаны на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, в статье профессора Массачусетского технологического института Чарльза Харви, ученого-исследователя Александра Кобба и семи других сотрудников Массачусетского технологического института и других учреждений.
«В Юго-Восточной Азии есть огромное количество торфяников, но почти все они вырублены», - говорит Харви, профессор гражданского и экологического строительства, который занимается исследованиями в этом регионе в течение нескольких лет.. После обезлесения и осушки торфяники высыхают, а органическая (углеродсодержащая) почва окисляется и возвращается в атмосферу. Иногда обнаженный торф может загореться и гореть в течение длительного времени, вызывая огромные облака загрязнения воздуха.
Тропические торфяники могут содержать столько же углерода, сколько было потреблено за почти десятилетие глобального использования ископаемого топлива, а бушующие торфяные пожары только в Индонезии, по оценкам, в некоторые годы вносят от 10 до 40 процентов парниковых газов в окружающую среду. атмосфера, поскольку все ископаемое топливо в мире горит. Тропические торфяники, в отличие от тех, что в зонах с умеренным климатом, где преобладают сфагновые мхи, засажены деревьями, высота которых может достигать 150 футов, и торфяные пожары иногда могут вызывать лесные пожары, которые также пожирают их. (Торф, который закапывают и уплотняют под землей, - это материал, который в конечном итоге превращается в уголь).
Харви и его команда нашли один из последних нетронутых тропических торфяных лесов в стране Бруней на острове Борнео. «Мы нашли этот участок, на котором все еще растет торф», - говорит он, отчасти потому, что эта богатая нефтью страна смогла противостоять экономическому притяжению рынка пальмового масла. «Удивительно, насколько торфяные леса просто исчезли повсюду».
Изучая этот нетронутый участок, говорит он, исследователи смогли увидеть, как торфяники функционируют в нормальных условиях, чтобы обеспечить основу для лучшего понимания изменений земель. «Долгосрочная мотивация этой работы, - говорит он, - заключается в том, что если бы мы могли понять, как эти торфяные леса на самом деле накапливают торф, возможно, мы смогли бы сохранить некоторые из них или восстановить торфяные леса на поврежденных землях."
Чтобы получить точные постоянные измерения условий в торфянике, от уровня грунтовых вод до полога леса, команда построила наблюдательную башню, взяв участки старого нефтепровода длиной в километр и ударив по ним вертикально. глубоко в мягкую землю. Чтобы добраться до места с берега, чтобы собрать данные и обслуживать объект, потребовалось долгое плавание на лодке по реке, населенной крокодилами, а затем многочасовой переход через лес.
При вырубке и осушении торфяных лесов уровень грунтовых вод в этом районе падает. Но большинство этих торфяников, по словам Харви, «находится довольно близко к уровню моря. К середине века эта земля может быть потеряна» из-за повышения уровня моря. Попадание соленой воды в торфяники, которые ранее были насыщены пресной водой, может привести к гибели деревьев и другой растительности. Кроме того, изменения в распределении осадков, которые могут произойти в результате изменения климата (когда осадки более сконцентрированы в дождливые и засушливые сезоны, а не распределены равномерно), могут привести к гибели многих деревьев, преобладающих на этих землях.
Исследование выявило важные аспекты формирования и роста торфяников, которые могут быть важны для оценки будущих последствий изменения климата или изменений в землепользовании. Например, они обнаружили, что торф образует купола, рост которых максимален в центре и сужается к краям. Это означает, что если бы измерения накопления торфа проводились недалеко от центра и использовались для экстраполяции общей скорости накопления, это могло бы привести к сильному завышению оценки способности этой области поглощать парниковые газы..
Эти результаты команда получила, построив количественную модель баланса поглощения углерода (из-за фотосинтеза) и потери углерода (из-за микробного дыхания торфяной почвы). Когда эти потоки уравновешены, торфяник находится в равновесии, не растет и не оседает. Фотосинтетическая продуктивность торфяно-болотных лесов относительно постоянна, но чистая потеря углерода из подстилающего торфа сильно зависит от глубины уровня грунтовых вод, который поднимается и опускается с осадками и сбросом с торфяников в реки. Новое исследование описывает, как торфяники эволюционируют в направлении особой куполообразной топографии, которая сбрасывает воду в реки с такой скоростью, что потеря углерода соответствует поглощению углерода, и торфяники приобретают стабильную форму.
Этот конкретный торфяной лес, говорит Харви, имеет верхний полог, состоящий почти полностью из одного вида 150-футовых деревьев, известных как Shorea albida, а другие виды примерно на половину этой высоты составляют второй, нижний полог. По его словам, эти деревья дали семена два года назад, но никто не знает, как часто они это делают, а у некоторых видов может пройти несколько десятилетий между годами производства семян, поэтому нет никакого способа узнать, сколько времени потребуется, чтобы эти торфяники расширились или регенерировать.