Зарастание Арктики южными растениями может привести к усилению выбросов парниковых газов

Климатологи выяснили, что проникновение южных растений в Арктику может практически удвоить ежегодные выбросы парниковых газов, источником которых служит разложение древней органики в оттаявшей почве. Описание их исследования опубликовал научный журнал Nature Geoscience.

"Мы уже полвека знаем, что корни растений подкармливают сахаром микробы, которые разлагают почвенную организу, помогая им размножаться. До недавнего времени у нас не было никаких сведений о том, как это может влиять на круговорот углерода в природе", – рассказала Фрида Койпер, климатолог из Университета Умео (Швеция) и один из авторов работы.

Как предполагают ученые, климат Арктики из-за глобального потепления быстро изменится. В результате площадь вечной мерзлоты, которая сформировалась в почве северных регионов Евразии и Северной Америки во времена последнего оледенения, резко уменьшится. Климатологи считают, что к концу нынешнего столетия исчезнет около трети вечной мерзлоты, которая располагается на юге Сибири и Аляски.

В результате "высвободится" огромное количество замороженной органики, которая накапливалась в промерзшей почве на протяжении нескольких сотен тысяч лет. Микробы быстро разложат эту органику, из-за чего в атмосферу попадут большие объемы метана и углекислого газа. Эту органику будут уничтожать и стихийные пожары, которые могут стать гораздо чаще из-за осушения Арктики, тоже связанного с таянием вечной мерзлоты.

Койпер и ее коллеги, в числе которых российские ученые из Института леса СО РАН, проверили, как на эти выбросы будет влиять так называемый "прайминг" – особый почвенный процесс, который связан с тем, как корни растений взаимодействуют с окружающей их микрофлорой почвы.​

Корни глобального потепления

Еще в середине прошлого века ученые обнаружили, что все растения с развитой корневой системой напрямую "дирижируют" жизнедеятельностью многих почвенных грибков, бактерий и даже многоклеточных животных. Для этого они выделяют в почву сахара и различные летучие вещества.

Устанавливая с этими организмами симбиотические отношения, растения получают доступ к новым источникам воды и питательных веществ, тогда как их "партнерам" достается пища: отмирающие клетки внешней оболочки корней и углеводы, которые производит наземная часть растения. Благодаря этому почвенная органика разлагается гораздо быстрее. Этого эффекта можно добиться, даже если ввести в почву экстракт корней растения.

Койпер и ее коллеги задумались, насколько сильно подобные взаимодействия между флорой и почвенной микрофлорой будут влиять на разложение органики, которая недавно растаяла вместе с вечной мерзлотой. Для этого ученые сравнили длину корневой системы растений из тундры и лесов умеренного пояса, а потом оценили, как много органики будут разлагать и те, и другие растения.

Эти расчеты показали, что если растения с развитой корневой системой захватят Арктику и приполярные регионы, выбросы парниковых газов в атмосферу резко вырастут. В общей сложности почвенные бактерии могут выделать примерно 400 миллионов дополнительных тонн парниковых газов каждый год. То есть общий объем выбросов, связанных с оттаявшей вечной мерзлотой, удвоится.

Особенно сильно, как отмечают исследователи, эти процессы затронут восточную часть Западной Сибири, полуостров Таймыр, а также многие северные регионы Восточной Сибири и центральных областей Канады. Учитывая огромные объемы парниковых газов, которые которые в результате попадут в атмосферу, это нужно учитывать при прогнозировании климата Земли и оценке эффективности мер по борьбе с глобальным потеплением, заключают климатологи.