С начала 2000-х годов повышение уровня углекислого газа в атмосфере привело к увеличению скорости фотосинтеза во всем мире, выяснили климатологи. Исследование опубликовано в журнале PNAS.
Известно, что растения производят энергию посредством фотосинтеза, который поглощает CO2 из атмосферы или из воды – процесс, известный как первичное производство. Скорость этого процесса может увеличиваться в ответ на повышение концентрации газа. Это явление известно как эффект удобрения CO2.
Сообщается, что Чи Чен из Калифорнийского университета в Беркли и его коллеги оценили количественный эффект удобрения CO2 по всему миру на растения на суше. Команда собрала данные с 68 участков по всему миру – пахотных земель, лугов и лесов – и измерила изменения концентрации CO2 в воздухе непосредственно над растениями с 2001 по 2014 год.
Выяснилось, что на всех участках скорость фотосинтеза увеличилась, и с 2001 года на квадратный метр в год приходилось дополнительно 9,1 грамма углерода. По оценкам команды, около 44 процентов этого увеличения можно отнести насчет повышения уровня CO2 в атмосфере, а 28 процентов – насчет повышения температуры.
Затем группа объединила данные с этих участков со спутниковыми данными и глобальной моделью растительности, чтобы оценить изменения во времени во всем мире. Они обнаружили, что глобальное первичное производство увеличилось, причем с 2001 года растения ежегодно поглощают дополнительно 4,4 грамма углерода на квадратный метр.
Разница между эффектами удобрения CO2 на местном и глобальном уровнях объясняется более пестрым глобальным распределением растений и тем фактом, что растительные регионы будут отличаться по продуктивности.
В последние десятилетия общая площадь листовой поверхности во всем мире увеличилась.
“Это в значительной степени связано с удобрением CO2”, — говорит Чен.
“Растения с повышенным содержанием CO2 склонны более эффективно использовать воду, что часто приводит к ускорению роста, поскольку вода обычно является лимитирующим ресурсом, – рассказывает соавтор исследования Тревор Кинан. – Они также могут расти быстрее и поглощать больше углерода, хотя другие ограничения, такие как питательные вещества, могут ограничивать степень, в которой увеличение фотосинтеза приводит к увеличению роста”.
Однако негативные последствия изменения климата могут в конечном итоге нивелировать эффект удобрения CO2, о котором говорится в исследовании. Например, более частые и сильные засухи, вызванные изменением климата, негативно влияют на растения во всем мире, так же как и более частые лесные пожары и вспышки насекомых, вызванные продолжающимся потеплением, отмечает Кинан.
