Углеродная зависимость: как изменение арктической флоры повлияет на климат в регионе

Дата публикации: .

Глобальные изменения климата привели к значительным изменениям арктической флоры: за последние 30 лет высота характерных для этих широт кустарников увеличилась на 8 см. К таким выводам пришли российские и зарубежные учёные, отследив с помощью снимков из космоса и полевых исследований, как менялись растения Аляски, Канады, Исландии, Скандинавии и высокогорий Северо-Западного Кавказа. Выяснилось, что высокие древовидные кустарники начали вытеснять мхи, травы и лишайники. По словам специалистов, из-за этого ускоряется высвобождение содержащегося в вечной мерзлоте метана, что провоцирует дальнейшие изменения климата. Однако ряд российских экспертов полагают, что изученные районы не отражают процессов во всей Арктике.

Международная группа исследователей, в состав которой входили и российские специалисты из МГУ, выяснила, что глобальное потепление ведёт к стремительному изменению арктической флоры. По мнению учёных, это нарушает функционирование локальной экосистемы: ускоряется таяние вечной мерзлоты, в результате чего высвобождается «законсервированный» в ней метан. Это, в свою очередь, провоцирует новые изменения климата.

Деревья вместо кустарника

В ходе исследования, длившегося 30 лет, специалисты изучили растительность арктической тундры на территориях Аляски, Канады, Исландии, Скандинавии и высокогорий Северо-Западного Кавказа. С помощью спутниковых снимков и полевых исследований учёным удалось отследить, как на протяжении последних трёх десятилетий менялись функциональные особенности растений: высота листового полога, площадь листа, плотность древесины. В ходе исследования выяснилось, что все эти параметры напрямую зависят от состояния экосистемы.

«Наше исследование уникально своей масштабностью: никто прежде на столь обширной территории и в столь длительный период не анализировал связь между признаками растений и климатическими параметрами, — пояснил один из авторов исследования, заведующий кафедрой геоботаники биологического факультета МГУ Владимир Онипченко. — Для нас было весьма удивительным выяснить, что больше всего повышение температуры сказывается на высоте растений». 

Арктика является домом для сотен видов низкорослых кустарников и трав, которые играют важную роль в круговороте углерода. Однако, основываясь на данных спутниковых снимков и полевых исследований, учёные выяснили, что за последние 30 лет высота кустарников увеличилась примерно на 8 см, что довольно значительно для арктической растительности.  

Есть и ещё одна тенденция: растения, характерные для более южных широт, постепенно захватывают арктическую тундру. Так, душистый колосок обыкновенный, распространённый на европейских равнинах, теперь встречается и в Исландии.

Исследователи пришли к выводу, что если темп роста кустарников не замедлится, то средняя высота растительного покрова Арктики может увеличиться на 20—60% до конца XXI века.

Подобный рост, по мнению учёных, приведёт к таянию вечной мерзлоты и повышению среднегодовых температур в Арктике.

«Низкие растения удерживают больше снега, который изолирует почву от холода и тепла. Высокие кустарники с этой задачей не справляются. Вследствие этого рост растительного покрова тундры ускорит таяние вечной мерзлоты и выделение парниковых газов в атмосферу», — подчеркнула ведущий автор исследования, сотрудница Эдинбургского университета Анна Бьоркман.

Замкнутый круг

По мнению специалистов, высота растения напрямую связана с его способностью накапливать углерод, а площадь листьев — со скоростью фотосинтеза. Чем выше становятся растения, тем активнее протекают круговорот веществ и обменные процессы в арктической экосистеме.

«Около 30—50% запасов мирового углерода «законсервировано» в виде соединений метана в вечной мерзлоте. При потеплении климата лёд начинает таять, соединения метана распадаются — и газ попадает в атмосферу. Мы выяснили, что в высвобождении углерода большую роль играет меняющийся растительный покров Арктики», — заявила Бьоркман.

По её словам, если таяние мерзлоты активизируется, то параллельно возрастёт и объём выбросов парниковых газов в атмосферу.

«Таким образом, процесс глобального потепления ускорится», — отметила специалист.

Впрочем, некоторые российские учёные отнеслись к результатам исследования скептически. По их мнению, существуют более значимые индикаторы, свидетельствующие об ускорении процесса глобального потепления, например сокращение площади ледяного покрова.

«Случается, что учёные слишком увлекаются поиском новых факторов, провоцирующих изменения климата. Не думаю, что трансформация растительного покрова в Арктике повлияет на скорость высвобождения метана из вечной мерзлоты», — заявил в интервью RT профессор кафедры климатологии и мониторинга окружающей среды СПбГУ Геннадий Менжулин.

Эксперт также подчеркнул, что увеличение высоты кустарников отмечается далеко не во всех районах Арктики, поэтому транспонировать выводы исследования на весь регион не вполне корректно.