Дайджест за ноябрь 2022 г.: обзор последних исследований в области газообмена между поверхностью и атмосферой

Новости проекта

Группой учных из Бельгии и Франции опубликовано исследование влияния глобальных изменений на гидрологический цикл в контесте переноса углерода между океанми и континентами

Транспорт углерода между сушей и океаном является ключевым компонентом глобального углеродного цикла, однако его реакция на глобальные изменения плохо поддаётся количественной оценке. Авторы использовали модель для оценки углеродного обмена в Европе в период с 1901 по 2014 гг., происходящего между почвой и атмосферной и между сушей и океаном. Обнаружено, что глобальные изменения в период с 1901 по 2014 гг. привели к значительному увеличению общего поступления углерода с суши в европейские реки (увеличение на 33%) и моря (увеличение на 20%). Транспорт углерода увеличивался в растворённой фазе и уменьшался в фазе частиц. Изменение климата, увеличение содержания углекислого газа в атмосфере и изменение землепользования объясняют 62%, 36% и 2% временных изменений в горизонтальном переносе углерода в Европе в течение периода исследования соответственно. Эти результаты показывают, что перераспределение почвенного углерода из-за горизонтального переноса углерода вызвало 5-процентное сокращение суммарного стока углерода на суше в Европе.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications Earth & Environment

Группа немецких ученых анализирует роль лесозаготовки древесины в устойчиво управляемых лесах в углеродном цикле

Авторы исследовали баланс потоков СО2 в управляемых и охраняемых лесах и последствия использования древесины для промышленных нужд. Количественные характеристики потока поглощения CO2 и дыхания практически не различаются между управляемыми и охраняемыми лесами. В этом смысле сделн вывод о том, что учет лесозаготовок как источника непосредственных выбросов в соответствии с руководящими принципами МГЭИК приводит к известной предвзятости в оценках смягчения последствий изменения климата в лесах в сторону их сохранения и игнорирует отказ от использования ископаемого топлива за счет использования древесины.

Исследование опубликовано в журнале Annals of Forest Science

Влияние измененеий земного покрова на запасы углерода, азота и фосфора и баланс парниковых газов в экосистемах Южной Америки анализируют ученые из Чили

С климатическими измененеиями ожидается, что изменения в землепользовании приведут к изменению запасов углерода (C), азота (N) и фосфора (P) по сравнению с естественными экосистемами, которые они заменяют, и приведут к изменениям в потоках парниковых газов (ПГ). Чтобы количественно оценить эти эффекты авторы измерили запасы C-N-P в четырех классах земного покрова (пахотные земли, пастбища, естественные кустарники и захваченные кустарники), а также потоки CO2, CH4 и N2O с использованием закрытых камер. Учитывая, что большинство первоначальных экосистем были лесными вырубками, также были проанализированы наблдения потоков CO2 методом вихревой ковариации. Обнаружено, что по сравнению с лесом другие классы наземного покрова продемонстрировали 60-процентную потерю общего углерода экосистемы, что объяснялось главным образом потерей 98 % надземной биомассы и 42-процентным сокращением почвенного углерода. В то время как пахотные земли были чистыми источниками выбросов ПГ, пастбища и кустарники были чистыми поглотителями. Кустарники показали более высокую надземную и корневую биомассу по сравнению с другими классами наземного покрова, но несколько более низкие запасы C-N-P в почве, возможно, из-за меньшего разложения подстилки, мегьшего оборота корней/корневого отложения и больших потерь растворенных элементов.

Исследование опубликовано в журнале Agriculture, Ecosystems and Environment

Коллектив финских ученых анализируют влияние неоднородности торфяников на региональные потоки углерода и его радиационное воздействие в пределах бореального ландшафта

Торфяники с высокой пространственной изменчивостью экотипов и микроформ составляют значительную часть бореального ландшафта и играют важную роль в глобальном цикле углерода (С). Однако последствия этой неоднородности торфяников в пределах бореального ландшафта редко поддаются количественной оценке. Авторы использовали полевые измерения, классификацию земного покрова с высоким разрешением, а также биогеохимические и атмосферные модели для оценки потоков углерода в атмосфере и экосистеме и соответствующего радиационного эффекта (RE) для бореального ландшафта. Результаты показали, что водосборы функционируют как поглотители углекислого газа (CO2) и источники метана (CH4). На торфяники (26 % площади) приходится 22 % общего поглощения CO2 и 89 % выбросов CH4; на леса (61%) приходится 78% поглощения CO2 и компенсация 6% выбросов CH4; водоемы (13 %) компенсируют 7 % поглощения CO2 и способствуют 11% выбросов CH4. На неоднородность торфяников приходилось 11 %, 88 % и 75 % взвешенной по площади изменчивости потоков CO2 и CH4.

Исследование опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Biogeosciences

Южноафриканские ученые опубликовали 800-страничную монографию Fundamentals of tropical freshwater wetlands: From ecology to conservation management

Монография представляет собой практическое руководство и важный инструмент для практиков и преподавателей, интересующихся экологией, сохранением и управлением водно-болотными угодьями в тропических/субтропических регионах. Книга написана таким образом, что доступна не только ученым и менеджерам климатических проектов, но и неспециалистам. Книга состоит из трех тематических разделов и двадцати трех глав, охватывает множество тем, знакомя читателя с полным спектром научных вопросов, вопросов сохранения и управления тропическими ландшафтами. В книге признается, что охрана водно-болотных угодий, наука и управление являются взаимосвязанными дисциплинами, и поэтому в ней делается попытка объединить несколько точек зрения, чтобы подчеркнуть взаимозависимость между различными проблемами в этих областях. В каждую главу включены обширные перекрестные ссылки, чтобы помочь читателю работать со связанными аспектами обсуждаемых вопросов.

Сложный механизм влияния характеристик растений на газообмен CO2 и CH4 в торфяниках анализируется в работе финских ученых

Торфяники представляют собой значительный запас почвенного углерода (C), однако компоненты потока СО2 демонстрируют отчетливые пространственные вариации как между торфяниками, так и внутри них. Авторы оценивают репрезентативность различных параметров, связанных с растительностью, для объяснения пространственной изменчивости компонентов потока углерода с торфяников. Показано, что пространственная изменчивость лучше всего объясняется индексами, основанными на признаках (аналогично другим наземным экосистемам), и что влияние физико-химических свойств почвы, таких как содержание азота (N) или уровень воды, может проявляться через эти признаки. В работе использована последовательнрая хронология торфяников от влажных лугов до болот. Результаты показывают, что воздействие физико-химических условий реализуется через растительность. Таким образом, для целей моделирования газовых потоков, вместо того, чтобы пытаться использовать отдельные признаки — как это происходит в настоящее время в экологии — может быть полезнее уточнить функциональные группы растений и убедиться, что они основаны на наборе признаков растений, имеющих отношение к изучаемый экосистемный процесс.

Исследование опубликовано в журнале Science of the Total Environment

Журнал Earth System Science Data публикует ежегодный доклад «Глобальный баланс углерода - 2022»

В докладе предоставлена точная оценку антропогенных выбросов углекислого газа (CO2) и их перераспределения между атмосферой, океаном и наземной биосферой в условиях меняющегося климата, которое имеет решающее значение для лучшего понимания глобального углеродного цикла, поддержки разработки климатической политики и прогнозирования будущего изменения климата. В докладе синтезированы массивы данных и методологии для количественной оценки пяти основных компонентов глобального углеродного баланса и их неопределенностей. Выбросы CO2 от ископаемых источников основаны на статистике энергетики и данных о производстве цемента, а выбросы в результате изменений в землепользовании, в основном в результате вырубки лесов, основаны на данных о землепользовании и изменениях в землепользовании и моделях инвентаризации. Концентрация CO2 в атмосфере измеряется напрямую, а скорость ее роста рассчитывается на основе ежегодных изменений концентрации. Поглощение CO2 в океане оценивается с помощью глобальных моделей биогеохимии океана и данных, основанных на наблюдениях. Наземное поглощение CO2 оценивается с помощью динамических глобальных моделей растительности. Сравнение оценок нескольких подходов к оценке показывает (1) постоянную большую неопределенность в оценке выбросов, связанных с изменением землепользования, (2) низкую согласованность между различными методами в отношении величины потока CO2 на суше в северных внетропических районах и (3) несоответствие между различными методами оценки силы стока океана за последнее десятилетие.

Доклад опубликован в журнале Earth System Science Data