«Мы впервые узнали о рекордном поглощении углерода землей в 2012 году, когда собирали информацию для ежегодной оценки углеродного бюджета Глобального углеродного проекта», — говорит Бен Поултер, который руководил исследованием природы, находясь в Лаборатории наук о климате и окружающей среде. (LSCE) в Сакле, Франция, «однако в то время данные о климате и дистанционном зондировании были недоступны, чтобы помочь нам определить местонахождение аномалии или ответственные механизмы».Важно долгосрочное наблюдение«Только путем анализа долгосрочных наблюдений за активностью экосистемы можно сопоставить реакцию биомов Земли на климатические изменения и экстремальные явления», — говорит Дэвид Франк, соавтор и дендроклиматолог из Швейцарского федерального исследовательского института WSL.Используя ряд наборов данных и подходов к моделированию, включая измерения CO2 в атмосфере, факторное моделирование с динамической глобальной моделью растительности, полученные со спутников MODIS и AVHRR данные о чистой первичной продуктивности и озеленении растительности, авторы определили системы засушливых земель в Южном полушарии, в частности: Австралия, как имеющая особенно высокую продуктивность в связи с увеличением аномалий выпадения осадков в фазе Ла-Нинья.«Что нас удивило, так это то, что за последние 30 лет не существовало аналогичной реакции биосферы на аналогичные экстремальные климатические явления, что побудило нас исследовать, являются ли задокументированные тенденции озеленения засушливых земель ответственными за изменения в динамике углеродного цикла», — сказал Филипп Сиэ, соавтор и старший научный сотрудник LSCE.
Действительно, авторы обнаружили, что между периодами 1982–1996 и 1997–2011 годов ряд экосистемных процессов стал более чувствительным к колебаниям количества осадков. Было обнаружено, что повышенная чувствительность к осадкам зелености и биомассы растительности привела к четырехкратному увеличению чистого поглощения углерода осадками за последние 30 лет.«Новые реакции биосферы были предсказаны в результате деятельности человека, которая вызвала беспрецедентные изменения концентрации CO2 в атмосфере, климата и земного покрова, — продолжает Поултер. — Наше исследование предоставляет новые доказательства того, что взаимодействие между этой деятельностью человека теперь также влияет на биомы засушливых земель.
Эти результаты имеют глобальные последствия, которые следует учитывать в сетях мониторинга и моделях земных систем ".Высокий уровень кругооборота углерода в засушливых системах
Ожидается, что значительное поглощение углерода землей в 2011 году станет краткосрочным отклонением от долгосрочных глобальных тенденций роста выбросов CO2, «системы засушливых земель имеют высокие темпы кругооборота углерода по сравнению с другими биомами», — говорит Киаис, «мы можем ожидать, что углерод быстро выдохнуться или снова высвободиться при лесных пожарах, что частично уже отражено высокими темпами роста выбросов CO2 в атмосфере в 2012 году."Если растущая доля поглотителей углерода земли, столь важных для замедления прогрессирования изменения климата, будет находиться в полузасушливых регионах, общая уязвимость углерода земли увеличится, поскольку эти регионы более подвержены нарушениям (засухи, пожары и т. Д.). ), которые приводят к возвращению резервуаров углерода в растениях и почвах обратно в атмосферу », — добавляет Джозеп (Пеп) Канаделл, соавтор и ученый из Организации научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO) в Австралии.Поултер недавно присоединился к Государственному университету Монтаны, где он продолжит исследовать механизмы озеленения засушливых земель и его последствия для глобального углеродного бюджета.
Кэти Уитлок, директор Института экосистем при МГУ, говорит: «Подобные исследования напоминают нам о том, какие сюрпризы ждут нас впереди в понимании реакции биосферы на изменение климата. Региональные нарушения растительности могут иметь глобальные последствия».Ключевые моментыЧистое поглощение углерода наземными экосистемами колебалось от 3,7 до 4,1 ПгС в 2011 году, что эквивалентно примерно 40% выбросов ископаемого топлива и изменений земного покрова, 10,4 ПгС.
Где 1 Pg = 1 петаграмма, или 1015 gC.По сравнению со средним показателем за десятилетие 2000–2009 годов, 2011 год был большим «стоком» углерода на 1,0–1,5 ПгС.Используя атмосферную инверсию углекислого газа, динамическую модель глобальной растительности и данные дистанционного зондирования, мы определили, что полузасушливые системы в Южном полушарии, в частности, в Австралии, вносят вклад в 60% аномального поглощения углерода.
Особенно сильная климатическая фаза Ла-Нины была ответственна за увеличение количества осадков и повышение продуктивности растительности во внутренних районах Австралии и Южной Африки.Событие экстремальных осадков было наложено на наблюдения за 30-летним периодом озеленения засушливых земель, когда распространение растительности в Австралии привело к четырехкратному увеличению чувствительности поглощения углерода к осадкам.
Поскольку запасы углерода в системах засушливых земель имеют относительно высокий оборот по сравнению с тропическими системами, ожидается, что чистый сток углерода в 2011 году относительно быстро вернется в атмосферу в результате разложения или пожара.