За последние десятилетия были проведены многочисленные исследования по обмену парниковых газов между атмосферой и биосферой. Из этих газов углекислый газ (CO2) является наиболее изученным, учитывая его постоянное увеличение в атмосфере и вклад в повышение глобальной температуры.
Треть выбросов CO2, вызванных деятельностью человека, поглощается наземными экосистемами. Экосистемы, такие как леса, водно-болотные угодья и джунгли, играют решающую роль в этом поглощении. Однако часто остается незамеченным то, что пустыни и тундры Они также важны в этом процессе, хотя и по-другому.
Роль засушливых регионов в углеродном цикле
Засушливые регионы, такие как пустыни, традиционно игнорировались с точки зрения их роли в углеродном цикле. Это связано с тем, что по сравнению с другими экосистемами ее биологическая активность значительно ниже. Однако недавние исследования показали, что эти экосистемы играют решающую роль в глобальном балансе углерода, и не только за счет поглощения CO2. Исследования под руководством Высший совет по научным исследованиям (CSIC) выявили, что Выбросы CO2 в засушливых районах могут быть вызваны ветром, посредством процесса, называемого «подземной вентиляцией».
Это явление возникает, когда воздух, содержащий CO2, находящийся в недрах, выбрасывается в атмосферу из-за атмосферной турбулентности, вызванной ветром. Особенно интенсивно этот процесс протекает в засушливый период в местах с низкой влажностью почвы. Выбросы CO2 этого типа в засушливых экосистемах сильно недооцениваются, и текущие исследования показывают, что они могут в значительной степени способствовать увеличению выбросов парниковых газов.
Экспериментальная площадка в Кабо-де-Гата
Одно из наиболее важных исследований подземной вентиляции было проведено в полузасушливом эспартальском лесу в природном парке Кабо-де-Гата-Нихар в Альмерии. Это место было выбрано из-за его экстремально засушливых условий и низкой биологической активности, что делает его идеальным ориентиром для измерения выбросов CO2 в засушливом климате. В течение шести лет, с 2009 по 2015 год, исследователи измеряли уровень углекислого газа в почве и атмосфере.
Результаты показали, что в более ветреных и засушливых условиях происходят значительные выбросы CO2 из почвы в атмосферу, изменяя углеродный баланс. Действительно, было замечено, что в определенные моменты CO2 задерживается под землей выбрасывается в больших количествах, образуя дополнительный поток выбросов.
Уязвимость углерода, хранящегося в засушливых почвах
Согласно недавним исследованиям, Органический углерод, хранящийся в засушливых почвах, гораздо более уязвим, чем считалось ранее.. Ожидалось, что минералы почвы будут действовать как защитный щит, предотвращающий выброс этого углерода. Однако исследования Института аграрных наук (ICA) CSIC показали, что минералы, присутствующие в этих районах, не так эффективны, как считалось. В результате повышение засушливости и температуры из-за изменения климата приводит к неожиданным потерям углерода в этих экосистемах.
Эти потери углерода имеют двойной эффект. С одной стороны, они выделяют в атмосферу больше CO2, что способствует глобальному потеплению. С другой стороны, эта потеря также напрямую влияет на биоразнообразие и плодородие почв в засушливых районах, поскольку органический углерод необходим для этих экосистем.
Влияние изменения климата на засушливые районы
Изменение климата серьезно влияет на засушливые и полузасушливые экосистемы. Прогнозы увеличение засух и расширение засушливых зон может значительно усилить явление подземной вентиляции, в результате чего эти территории могут превратиться из поглотителей углерода в чистые источники выбросов CO2.
По оценкам исследования Университета науки и технологий короля Абдаллы, эта ситуация может полностью изменить глобальный углеродный баланс. Если не будут приняты меры по смягчению последствий изменения климата, засушливые экосистемы могут ускорить процесс глобального потепления, внося в атмосферу значительное количество дополнительного CO2.
Кроме того, в этих областях, где влажность почвы менее 30%, ветер и отсутствие растительности способствуют выходу CO2, попавшего в недра. Это говорит о том, что климатические прогнозы на ближайшие десятилетия могут ухудшить ситуацию в засушливых регионах, увеличивая выбросы CO2 во всем мире.
С другой стороны, некоторые исследования показывают, что засушливые районы могли бы улавливать больше CO2, чем считалось ранее, если бы они были «озеленены». Растения, адаптированные к засушливой среде, наряду с некоторыми почвенными микроорганизмами могут сыграть ключевую роль в восстановлении способности поглощать углерод в этих районах.
Таким образом, хотя засушливые зоны и не учитывались в исследованиях углеродного цикла, недавние исследования подчеркивают их актуальность и большую сложность. Увеличение выбросов CO2 из-за подземной вентиляции и уязвимость накопленного углерода делают эти регионы необходимым центром внимания в контексте изменения климата.