Науки о Земле

Почвовед РУДН показал, как заболачивание почв из-за изменения климата усиливает парниковый эффект

Тибетское нагорье

Яков Кузяков

Почвовед РУДН исследовал образцы почв Тибетского нагорья. Оказалось, что повышение влажности почвы, которое происходит из-за таяния вечной мерзлоты и ледников, приведет к ещё большему повышению температуры. Полученные данные говорят о том, что заболачивание почвы необходимо сдерживать, чтобы замедлить глобальное потепление. Результаты опубликованы в журнале Soil Biology and Biochemistry.

Основная причина глобального изменения климата — рост концентрации углекислого газа. Он накапливается в атмосфере и удерживает тепло, планета не успевает остужаться и превращается в «теплицу» — возникает парниковый эффект. Углекислый газ производят не только люди, «дышит» даже почва — углерод, который содержится в земле в составе различных соединений, выходит наружу в виде углекислого газа и повышает температуру. Из-за потепления тают ледники, оттаивает вечная мерзлота — в результате повышается влажность почвы. До сих пор не было известно, как повышение влажности повлияет на количество углекислого газа, который выделяется из почвы. Чтобы выяснить это, почвовед РУДН исследовал образцы почв Тибетского нагорья, где температура повышается в три раза быстрее, чем в среднем по планете.

«Несмотря на то, что осушение почвы ускоряет минерализацию углерода в почве и выделение углекислого газа, повышение влажности вовсе не обязательно должно приводить к обратному эффекту — замедлять минерализацию и выделение углекислого газа. Чтобы выяснить это, мы исследовали, как проходят эти процессы в водно-болотных и луговых почвах с контрастными биохимическими свойствами», — доктор биологических наук Яков Кузяков, руководитель Центра математического моделирования и проектирования устойчивых экосистем РУДН.

Почвоведы взяли образцы луговой и болотной почвы и определили, в составе каких веществ содержится углерод — неразложившихся растительных остатков или разложившейся биомассы. Затем луговую почву насытили водой до 70% от того количества, которое она максимально могла удержать. Болотную почву, наоборот, осушили, выдерживая 95 дней при 25 ℃. Затем почвоведы РУДН вновь измерили содержание углерода в образцах и рассчитали, насколько изменилось выделение углекислого газа при смене влажности.

Оказалось, что в обоих случаях углекислый газ стал выделяться интенсивнее. Причиной этого почвоведы считают изначальный состав углерода в образцах. В болотной почве углерод содержится, в основном, в составе растительных остатков, которые еще не разложились. Углерод луговой почвы находится, в основном, в уже разложившейся биомассе, почвенные ферменты работают в ней активнее. В результате, в болотной почве повышенная влажность сдерживает минерализацию углерода и выделение углекислого газа. В луговой почве происходит наоборот — насыщение водой еще больше активирует минерализацию и выделение углекислого газа.

«Мы показали, что разложение почвенного углерода в заполненной водой почве зависело от исходной доли растительных и микробных остатков. Наша работа говорит о важности биохимической природы в регулировании разложения углерода. Мы пришли к выводу, что как осушение водно-болотных земель, так и заболачивание лугов увеличивают минерализацию углерода (измеряемую как выделением CO2)», — руководитель Центра математического моделирования и проектирования устойчивых экосистем РУДН Яков Кузяков.

Полученные данные доказывают, что защита луговых почв от заболачивания поможет сдержать выделение углекислого газа и замедлить потепление. В противном же случае возникает цепная реакция — усиление парникового эффекта приведет к еще большему глобальному потеплению, усилит заболачивание лугов и так далее.