Надра є найбільшими сховищами вуглецю, а також одним із найважливіших джерел вуглекислого газу в атмосфері. Глобальне потепління прискорює розкладання ґрунтового гумусу. Це також впливає на воскоподібні та деревні сполуки, які допомагають рослинам накопичувати вуглець у листі та коренях і які раніше вважалися стабільними. Такі результати дослідження, проведеного дослідниками з факультету географії Цюрихського університету в Національному лісі Сьєрра-Невада.
Близько чверті світових викидів вуглецю поглинають ліси, луки та пасовища. Рослини використовують фотосинтез для зберігання вуглецю в клітинних стінках і в ґрунті. Близько половини вуглецю в ґрунті знаходиться в глибших шарах, на глибину понад 20 сантиметрів. Але навіть ці нижні шари нагріваються через зміну клімату.
Втрата життєво важливих поглиначів вуглецю
Потепління клімату спричиняє значну втрату органічних сполук, які допомагають рослинам зберігати вуглець у листі та коренях. Раніше вчені припускали, що складні полімери, які мають більш стабільну молекулярну структуру, здатні довше протистояти природному розкладанню і таким чином зберігати вуглець у ґрунті.
Проте дослідження під керівництвом UZH тепер показало, що сполука лігніну, яка надає рослинам жорсткість, зменшилася на 17%, тоді як воскоподібні сполуки, звані кутином і суберином, які захищають рослини від патогенів і знаходяться в листі, стеблах і коренях, впали на 30%. Навіть пірогенний вуглець, органічна сполука, яка залишається після лісової пожежі, був присутній у значно зменшених кількостях.
Експерименти проводилися в лісах Сьєрра-Невади в Каліфорнії. Грунт глибиною один метр штучно нагрівався на 4°C протягом 4,5 років, дотримуючись добових і сезонних циклів. Така кількість потепління відповідає прогнозам до кінця століття за кліматичним сценарієм «бізнес-як-звичайний».
Наслідки використання ґрунтів для боротьби з глобальним потеплінням
Ці висновки мають велике значення для однієї з ключових стратегій у боротьбі з глобальним потеплінням, а саме використання ґрунтів і лісів як природних поглиначів вуглецю. У рамках цієї стратегії вирощуються культурні рослини з особливо глибоким корінням і багатою пробкою біомасою. «До цього часу вважалося, що це утримуватиме CO2 у землі», — каже Майкл В. Шмідт, професор географії та останній автор дослідження.
«Але наші результати показують, що всі складові ґрунтового гумусу будуть зменшуватися з однаковою швидкістю, як прості хімічні сполуки, так і полімери. Якщо ці початкові спостереження підтвердяться в довгострокових польових експериментах, наслідки будуть тривожними». Якщо лісова підстилка втрачає гумус у великих масштабах і вуглець виділяється у вигляді CO2, темпи глобального потепління ще більше прискоряться. «Нашою метою має бути зупинка викидів у джерелі», — каже Шмідт.