Американские учёные провели масштабный анализ, который выявил значительный глобальный перераспределение жизни на планете в период с 2003 по 2021 год. По их данным, способность растений на суше поглощать углекислый газ (CO₂) через фотосинтез значительно возросла, тогда как океанские водоросли, особенно в тропических регионах, стали поглощать углерод значительно хуже. Это влияет на баланс экосистем, поскольку продуктивность суши повышается, а морские экосистемы всё больше деградируют.
Об этом сообщает ProIT
Роль фотосинтеза и первичных продуцентов в глобальных экосистемах
Фотосинтез осуществляют микроорганизмы — первичные продуценты, которые формируют основу пищевых цепей и поддерживают жизнь на Земле. Они поглощают CO₂ и преобразуют его в органические вещества, частично возвращая углерод в результате автотрофного дыхания. Разница между поглощённым и высвобожденным углеродом называется чистой первичной продукцией. Именно этот показатель учёные использовали для оценки состояния экосистем с помощью спутниковых данных и компьютерных моделей.
“Чистая первичная продукция измеряет количество энергии, которую фотосинтезирующие организмы улавливают и используют для поддержания практически всей жизни в экосистеме. Как основа пищевых цепей, чистая первичная продукция определяет здоровье экосистемы, обеспечивает людей пищей и волокнами, снижает антропогенные выбросы углерода и способствует стабилизации климата Земли”, — объясняет первый автор исследования, научный сотрудник лаборатории Вэньхуна Ли в Школе окружающей среды им. Николаса при Университете Дьюка, Юйлун Чжан.
До настоящего времени сухопутные и океанические экосистемы исследовались отдельно, что усложняло понимание глобальных процессов переработки CO₂. В новом анализе учёные впервые сравнили динамику чистой первичной продукции на суше и в океанах, используя спутниковые данные и комплексные статистические методы.
Рост продуктивности на суше и упадок в океанах
По результатам работы установлено, что с 2003 по 2021 год чистая первичная продукция на суше ежегодно росла на 0,2 миллиарда метрических тонн углерода. В наибольшей степени это касалось умеренных и высокоширотных зон, где потепление продлило вегетационный период, а также некоторых умеренных регионов, где благоприятные погодные условия способствовали лесовосстановлению и интенсификации сельского хозяйства.
В то же время в морской среде было зафиксировано ежегодное снижение чистой первичной продукции примерно на 0,1 миллиарда тонн углерода. Снижение особенно заметно в тропических и субтропических океанических зонах, прежде всего в Тихом океане. Причиной этого исследователи считают нагревание поверхностных вод, которое затрудняет смешивание слоёв и ограничивает доступ питательных веществ, необходимых для жизни фитопланктона.
Учёные также обнаружили, что морские экосистемы значительно чувствительнее к краткосрочным климатическим колебаниям, в частности к явлениям Эль-Ниньо и Ла-Нинья, которые существенно влияют на продукцию фитопланктона. В частности, серия событий Ла-Нинья после 2015 года привела к заметным изменениям тенденций в морских экосистемах.
Авторы исследования подчеркивают, что роль суши в компенсации потерь морского фитопланктона является критически важной, но снижение продукции в тропических океанах и стагнация на тропической суше могут ослабить пищевые цепи, повлиять на биологическое разнообразие, рыболовство и экономику регионов. В долгосрочной перспективе это может угрожать способности тропических регионов эффективно поглощать углекислый газ.
Исследователи подчеркивают необходимость комплексного мониторинга состояния суши и океана для качественного прогнозирования климатических изменений и принятия решений по сохранению биологического разнообразия планеты.