Под лесами скрывается природный механизм, который может замедлять изменение климата

Лесные почвы способны удалять из атмосферы метан — мощный парниковый газ, ускоряющий глобальное потепление. Причём новое исследование показало неожиданную закономерность: повышение температуры и сокращение осадков могут усиливать эту способность. Изучив данные наблюдений продолжительностью до 24 лет, немецкие учёные обнаружили, что поглощение метана лесными почвами увеличивалось в среднем примерно на 3% ежегодно.

Исследование провели специалисты Гёттингенского университета и Института лесных исследований Баден-Вюртемберга. Они проанализировали одну из наиболее полных в мире коллекций многолетних измерений поглощения метана лесными почвами. Результаты опубликованы в журнале Agricultural and Forest Meteorology.

Учёные изучили данные с 13 лесных участков на юго-западе Германии. На некоторых из них наблюдения продолжались 24 года, что позволило проследить постепенные изменения, которые трудно обнаружить в краткосрочных исследованиях.

Для измерений использовались тонкие трубки, установленные под землёй на разной глубине. Каждые две недели специалисты отбирали через них пробы почвенного воздуха и отправляли в лабораторию. Анализ содержания газов позволял определить, как меняется концентрация метана по мере его проникновения в почву.

Дополнительно исследователи применяли независимый метод проверки. На поверхность земли устанавливали герметичные камеры и отслеживали изменение концентрации газа внутри них. Это позволяло непосредственно измерять, сколько метана поглощает почва.

Несмотря на заметные различия между отдельными участками, общая тенденция оказалась устойчивой: в периоды более высокой температуры и меньшего количества осадков лесные почвы поглощали больше метана.

Руководитель исследования, профессор Гёттингенского университета Мартин Майер, отметил, что результаты противоречат некоторым прежним представлениям о влиянии изменения климата на этот процесс.

«Наши многолетние данные показывают, что изменение климата не обязательно отрицательно влияет на количество метана, поглощаемого лесными почвами. Крупнейшее на тот момент исследование в США выявило сокращение поглощения метана на величину до 80% из-за увеличения осадков. Однако наше значительно более масштабное по объёму полевых измерений исследование на юго-западе Германии показало противоположную картину», — объяснил Майер.

По его словам, на исследованных лесных территориях наблюдалось значительное долговременное увеличение поглощения метана.

Причина этого явления связана с тем, как вода и газы перемещаются внутри почвы.

Между частицами грунта существуют мельчайшие поры, через которые атмосферные газы могут проникать под землю. Когда почва насыщается влагой, вода заполняет значительную часть этих промежутков и затрудняет движение газов.

При уменьшении количества осадков почва становится суше, а воздушных пор в ней становится больше. Благодаря этому метан легче проникает в глубокие слои грунта, где его поглощают микроорганизмы.

Для этих микроорганизмов метан служит источником энергии. Они используют его в процессе своей жизнедеятельности, постепенно разлагая и тем самым удаляя из почвенного воздуха.

Повышение температуры также может немного ускорять активность микроорганизмов. В более тёплых условиях они способны перерабатывать метан быстрее, дополнительно увеличивая его поглощение.

Таким образом, исследователи выделили два механизма, объясняющих обнаруженную закономерность. Сокращение осадков облегчает проникновение метана в почву, а повышение температуры может ускорять его разложение микроорганизмами.

Полученные результаты отличаются от выводов ряда крупных международных обзоров. В таких работах учёные объединяют данные множества отдельных исследований, чтобы выявить общие тенденции. Многие из этих анализов указывали на снижение способности лесных почв поглощать метан.

Однако немецкие исследователи обнаружили, что влияние климатических изменений зависит от конкретных условий. В регионах с увеличивающимся количеством осадков поглощение метана действительно может сокращаться, поскольку избыточная влага препятствует движению газа через почву.

Там же, где становится теплее и суше, возможен противоположный результат. Именно такую картину наблюдали на лесных участках юго-западной Германии.

При этом авторы подчёркивают, что их открытие не означает, будто глобальное потепление полезно для лесов. Исследование касается конкретного процесса — поглощения метана почвой. Его интенсивность определяется сочетанием температуры, количества осадков и местных почвенных условий.

Особое значение учёные придают продолжительности наблюдений. Краткосрочные исследования могут не замечать постепенных изменений, а объединение результатов из регионов с совершенно разными климатическими условиями способно скрывать противоположные тенденции.

«Наши результаты ясно показывают, что многолетние серии измерений и постоянные программы наблюдений незаменимы для оценки реальных последствий изменения климата», — подчеркнул Мартин Майер.

Исследование продемонстрировало, что реакция лесных почв на изменение климата гораздо сложнее, чем предполагалось ранее. По крайней мере в некоторых регионах потепление и сокращение осадков могут усиливать естественный механизм удаления метана из атмосферы. Однако для понимания глобальной картины необходимо учитывать региональные различия и продолжать наблюдения на протяжении многих лет.