Выбросы углекислого газа могут стать причиной заметного роста растительной биомассы

Спутниковые наблюдения за земной растительностью позволили ученым сделать следующий вывод: с 1982 по 2011 год на 46% покрытой растительностью земной суши, или на 39% всей земной суши в целом (с учетом полярных и тропических пустынь, лишенных растительности), площадь листьев значительно выросла. На 70% этот бум вызван ростом содержания СО₂ в атмосфере, и лишь за 8% отвечает глобальное потепление. Вопреки часто встречающимся в СМИ оценкам, растет и площадь земных лесов, несмотря на вырубки и пожары. Особенно быстро, по данным Рослесхоза и западным спутниковым снимкам, это происходит в России.

Общий объем озеленения Земли от антропогенного воздействия (в основном за счет выбросов СО₂) куда больше, чем можно судить по спутниковым снимкам, благо те охватывают считанные десятилетия. По индикаторам из ледовых кернов скорость наращивания зеленой биомассы на Земле в XX веке была на 31% выше, чем до начала промышленной революции, и повысилась именно из-за нее, а точнее, из-за связанных с ней выбросов парниковых газов. 

Научное сообщество давно пытается оценить, насколько долго может продолжаться антропогенный бум земной растительности. Одни исследовательские группы утверждают, что он скоро остановится из-за нехватки азота, фосфора и воды, в то время как другие группы считают, что бум продолжится еще очень долго. Сторонники обеих точек зрения ставили эксперименты по выращиванию растений в атмосфере, которая была обогащена СО₂, однако результаты таких опытов противоречили друг другу.

Авторы новой работы, опубликованной в журнале Nature Climate Change, рассмотрели данные по 138 подобным экспериментам, которые проводили разные научные группы. Их целью было построить модель того, как увеличится биомасса земной растительности к 2100 году. По оценкам ученых, за этот период содержание СО₂ в атмосфере может вырасти с нынешних 410 до 660 частей на миллион.

Рассчитав, как различные растительные сообщества будут реагировать на это, исследователи выяснили, что в результате общая биомасса земной сухопутной растительности увеличится на 12%. При этом в разных географических зонах это увеличение будет сильно различаться. Меньше всего СО₂ нарастит биомассу луговой и степной растительности, всего на 8% (здесь и далее —  к 2100 году). На 10% вырастет биомасса культурных растений (без учета других факторов возможного роста урожайности, включая удобрения и генетические модификации). Северные леса прибавят в биомассе на 14,5%, леса умеренного пояса — на 14,0%. Тропические леса, в силу умеренного дефицита фосфора, нарастят биомассу только на 12,5%.

Исследователи подчеркивают, что их выводы заметно противоречат ряду более ранних работ, авторы которых предполагали, что сегодня растения близки к пределам роста, обусловленного CO₂, из-за дефицита азота и фосфора в почве. Как показывает их модель, обобщающая данные всех экспериментов в этой области, как минимум в этом столетии ускоренный рост растительности не остановится ни в одной из климатических зон. В результате общее количество углекислого газа, дополнительно поглощенного биосферой, к 2100 году составит около 200 миллиардов тонн, что примерно равно 5-6 годам антропогенных выбросов СО₂.

Из работы следует довольно важный момент: согласно модели, урожайность на сельскохозяйственных землях значительно вырастет — на 10%. Эта цифра не учитывает возможности роста в результате вноса удобрений — как азотных, так и фосфорных, хотя вероятность этого в XXI веке достаточно велика. Отдаленные последствия этого эффекта, впрочем, могут быть менее позитивными. Сегодня власти многих стран мира серьезно борются с выбросами СО₂. Если они преуспеют, урожайность на всей планете может сначала перестать расти, а затем и начать падать. Похожих процессов следует ожидать и для биомассы земной растительности в целом: после сокращения антропогенных выбросов СО₂ «зеленый бум» неизбежно пойдет на убыль. Если сократится биомасса растений, то теоретически это может привести и к сокращению количества животных на планете.

Следует отметить, что исследователи не затрагивали вопрос о том, как антропогенные выбросы СО₂ влияют на растения в океанах. Однако в земных условиях океаны содержат намного меньше углекислого газа на единицу массы, чем атмосфера. Из-за этого моря на нашей планете являются биологическими пустынями: занимая две трети поверхности, они содержат в 90 с лишним раз меньше биомассы, чем суша. Поэтому на оценку общего баланса живой материи на планете данные по океанам влияют в гораздо меньшей степени.