Арктические почвы перестают быть угрозой для климата: решение найдено на глубине 25 сантиметров

Простое изменение в управлении водными ресурсами может заметно повлиять на климатический баланс Арктики. Исследования показывают, что даже на возделываемых торфяниках можно существенно сократить выбросы парниковых газов без сложных технологий. Ключевым фактором оказался уровень грунтовых вод, который напрямую влияет на процессы в почве. Об этом сообщает журнал Global Change Biology.

Почему торфяники важны для климата

Торфяники считаются одними из крупнейших природных хранилищ углерода на планете. В естественном состоянии их почвы постоянно насыщены водой и почти лишены кислорода, из-за чего разложение отмерших растений идёт крайне медленно. Органические остатки накапливаются тысячелетиями, формируя мощные слои торфа, в которых удерживается значительное количество углерода.

Ситуация меняется, когда торфяники осушают для сельского хозяйства. Понижение уровня грунтовых вод открывает доступ кислороду, активизируя микроорганизмы. Они начинают быстро перерабатывать накопленный за века органический материал, и углерод высвобождается в атмосферу в виде углекислого газа, усиливая парниковый эффект. В условиях, когда давление на водные ресурсы растёт во многих регионах мира, такие процессы становятся особенно чувствительными для климата.

Эксперимент в долине Пасвик

В 2022–2023 годах исследователь NIBIO Цзюньбинь Чжао вместе с коллегами провёл двухлетний полевой эксперимент на станции NIBIO в Сванховде, в долине Пасвик на севере Норвегии. Учёные изучали самые северные в мире окультуренные торфяники, условия которых заметно отличаются от более южных регионов.

"Из исследований, проведённых в более тёплых регионах, мы знаем, что повышение уровня грунтовых вод на осушенных торфяниках часто снижает выбросы CO2", — объясняет исследователь NIBIO Цзюньбинь Чжао.

С помощью автоматизированных камер несколько раз в сутки фиксировались выбросы углекислого газа, метана и закиси азота. Эксперимент охватывал пять участков с разным уровнем воды, режимами удобрения и интенсивностью сбора урожая, что позволило оценить влияние каждого фактора в комплексе.

Что показали измерения

Результаты оказались наглядными. Хорошо дренированные участки выбрасывали столько же CO2, сколько и осушенные торфяники в более тёплых регионах. Однако при подъёме уровня грунтовых вод до 25-50 сантиметров от поверхности выбросы резко снижались.

"При более высоком уровне воды выбросы метана и закиси азота также были низкими, что значительно улучшило общий газовый баланс", — говорит Чжао.

В отдельных случаях торфяник даже поглощал больше углекислого газа, чем выделял. Важную роль сыграли непрерывные суточные измерения, позволившие зафиксировать кратковременные пики и естественные колебания, которые часто остаются незамеченными при редких замерах.

Климат, температура и сельское хозяйство

Исследование показало, что эффект особенно выражен в холодном климате. Долгие и светлые летние ночи на севере увеличивают период, когда растения поглощают CO2, даже при сниженной активности из-за переувлажнения почвы. Однако при повышении температуры почвы выше 12 °C активность микроорганизмов возрастает, и выбросы снова увеличиваются.

Отдельное внимание уделили удобрениям и сбору урожая. Дополнительное питание усиливало рост травы, но почти не влияло на выбросы. Зато частый покос приводил к выносу углерода из системы, что со временем может истощать торфяной слой даже при высоком уровне воды.

Почему важен локальный подход

Учёные зафиксировали значительные различия даже внутри одного участка: одни зоны поглощали CO2, другие оставались источником выбросов. Это означает, что универсальные коэффициенты выбросов могут не отражать реальную картину и искажать оценку климатических мер.

В более широком контексте такие различия напрямую связаны с тем, как углеродные выбросы влияют на долгосрочное благополучие будущих поколений. Исследование подчёркивает, что грамотное регулирование уровня грунтовых вод на северных торфяниках может стать эффективной климатической мерой. Однако такие решения должны учитывать температуру, агротехнику и местные условия, чтобы краткосрочная выгода не обернулась долгосрочными потерями для почвы и климата.