Бразильские водно-болотные угодья накапливают углерод не меньше, чем Амазония

Когда речь заходит о природе, хранящей углерод, большинство людей думают о лесах. В таких разговорах часто в центре внимания оказываются амазонские тропические леса. Их высокие деревья и густая растительность поглощают углерод из воздуха и удерживают его.

Но в одном из самых спокойных ландшафтов Бразилии содержится гораздо больше углерода, чем ожидали многие ученые. Это не лес. Это травянистая саванна, полная болот, о которых большинство людей редко говорят.

Новые исследования показывают, что эти водно-болотные угодья могут хранить огромное количество углерода глубоко под землей. Полная версия исследования была опубликована в журнале New Phytologist.

Экосистема расположена внутри Серрадо, обширной тропической саванны, простирающейся по всей Бразилии. Это открытие добавляет новый аспект к пониманию учеными процессов хранения углерода и изменения климата.

Серрадо не похож на типичное хранилище углерода. Он выглядит сухим, открытым, покрытым травой и разбросанными деревьями. Однако под некоторыми участками этого ландшафта скрываются пропитанные водой болота с темными торфяными почвами, которые удерживают углерод на протяжении тысяч лет.

В этих заболоченных местах, называемых кампос умидос и вередас, со временем накапливаются слои частично разложившихся растений. Переувлажненная почва замедляет разложение, поскольку в ней очень мало кислорода. Этот процесс позволяет органическим веществам накапливаться и хранить углерод под землей.

Исследователи зафиксировали в этих почвах в среднем около 1200 метрических тонн углерода на гектар.

«Это значение примерно в шесть раз превышает среднюю плотность углерода в биомассе тропических лесов Амазонки», — сказала Лариса Верона из Института изучения экосистем Кэри.

Серрадо — это огромная территория. Она занимает примерно 26% территории Бразилии и является вторым по величине биомом в Южной Америке. Это также самая биоразнообразная саванна на Земле.

В этом регионе обитают попугаи, туканы, пумы, тапиры, гривистые волки, гигантские муравьеды и произрастают тысячи видов растений.

«В Серрадо также находятся истоки примерно двух третей основных водных путей Бразилии, включая Амазонку , — говорит Эми Занне также из Института изучения экосистем Кэри. — Это источник большого количества воды для всей страны и региона в целом».

Эти водотоки часто берут начало в тех самых болотах, которые хранят так много углерода. Заболоченные почвы год за годом накапливают органические вещества из трав и других растений.

«Влажные условия приводят к недостатку кислорода, что замедляет разложение», — объясняет Занне. «В результате органическое вещество накапливается со временем, позволяя этим водно-болотным угодьям хранить большое количество углерода в своих почвах, потенциально в течение тысяч лет».

Изучение этих водно-болотных угодий было совсем непростым делом. Верона проводила долгие дни, извлекая образцы почвы из густой грязи и таская оборудование по размокшей земле. В результате она часто вся покрывалась грязью.

Для измерения выбросов парниковых газов из почвы они использовали прибор под названием LI-COR Trace Gas Analyzer. Прибор должен был оставаться сухим, будучи подключенным к кольцам, установленным в земле.

«Это было действительно сложно, потому что легко упасть, застряв в грязи или наступив в яму», — рассказывает Верона. «Я постоянно падаю в поле, но пока я защищаю инструмент, мне все равно. Это как мой ребенок».

Часть углерода в этих водно-болотных угодьях находилась под землей в течение поразительно длительного времени.

Ученые из Института Макса Планка в Германии использовали радиоуглеродное датирование, чтобы определить, как долго происходило накопление углерода.

Средний возраст образцов, полученных методом углеродного анализа, составил 11 185 лет. Возраст некоторых образцов превышал 20 000 лет.

«Этот углерод накапливался в течение длительного периода времени, и если он будет потерян, мы не сможем накапливать его снова в течение очень долгого времени, как это происходит при восстановлении леса», — сказала Верона.

Заболоченные территории представляют собой небольшие участки, разбросанные по всему Серрадо. Из-за их фрагментации составить их карту было сложно. Исследовательская группа использовала спутниковые данные и машинное обучение, чтобы оценить их возможное местоположение.

Результаты показывают, что площадь водно-болотных угодий может составлять около 16,7 миллионов гектаров. Эта площадь как минимум в шесть раз больше, чем предполагалось ранее. Она составляет примерно 8% территории Серрадо и около 2% территории Бразилии.

Благодаря таким масштабам, эти водно-болотные угодья могут хранить углерод, эквивалентный примерно 20% углерода, содержащегося в растительности амазонских тропических лесов. Ученые говорят, что для подтверждения этой оценки на других участках необходимы дополнительные исследования.

Водно-болотные угодья не всегда удерживают углерод. В жаркие, засушливые месяцы почва начинает выделять парниковые газы. Измерения показали, что примерно 70% годовых выбросов приходится на сухой сезон. В этих районах преобладает травянистая растительность, которая быстро разлагается при высыхании почвы.

В условиях изменения климата, когда температура повышается, а засухи становятся все более частыми, все больше накопленного углерода может разлагаться и улетучиваться в атмосферу. Пожары создают дополнительную опасность. Когда болота высыхают, пламя может прожечь органические почвы, на формирование которых ушли тысячи лет.

Деятельность человека также оказывает давление на Серрадо. Фермы и агропромышленные предприятия расширяются по всему региону. В рамках некоторых проектов происходит осушение заболоченных территорий или отвод воды для орошения.

«Мы называем Серрадо биомом жертвоприношения, потому что Бразилия хочет защитить Амазонию, но мы также хотим сохранить сельское хозяйство», — отметила Верона. «Таким образом, агропромышленные предприятия перепрофилируют Серрадо под выращивание товарных культур, осушают его заболоченные территории или забирают воду для орошения. А если мы отводим воду из водно-болотных угодий, то подвергаем эти почвы большему воздействию воздуха, что приводит к более интенсивному разложению и высвобождению углерода».

Потеря воды может иметь далеко идущие последствия, выходящие за пределы самих водно-болотных угодий.

«По мере того, как мы теряем воду в Серрадо, мы также ставим под угрозу водоснабжение по всей стране и в более широком регионе, включая Амазонию», — говорит Занне. «Таким образом, жертвование Серрадо ради Амазонии фактически ставит под угрозу и Амазонию».

Многие природоохранные мероприятия в значительной степени сосредоточены на лесах, когда речь идет о защите запасов углерода. Болота Серрадо показывают, что луга и саванны также могут содержать огромные запасы углерода.

В Бразилии уже действует закон о защите водно-болотных угодий, питаемых грунтовыми водами, хотя во многих регионах они уже пострадали.

Ученые считают, что более качественное картографирование, более строгий контроль и повышение осведомленности общественности могут помочь сохранить эти экосистемы.

«Когда мы говорим об углероде в Бразилии, мы говорим о лесах, — сказала Верона. — Но Серрадо также важен благодаря своим большим и долгосрочным запасам углерода, и нам нужно бороться и за него».