Тундра вважалася важливою вугільна яма, діючи як поглинач, який зберігає велику кількість вуглецю в мерзлому ґрунті. Однак наслідки зміна клімату Вони кардинально змінюють цю функцію. Поступове підвищення температури викликає вивільнення цього вуглецю у формі вуглекислий газ (CO2) y метан в атмосферу, посилюючи глобальне потепління.
Екосистеми тундри, розташовані в арктичних регіонах, таких як Гренландія, Сибір і Аляска, особливо чутливі до змін клімату. Більше десяти років дослідники на станції Закенберг на півночі Гренландії стежили за балансом вуглецю в тундра північної півкулі, що показує, як організми, які населяють ці регіони, змінюють свою роль від накопичувачів вуглецю до чистих викидів.
У недавньому дослідженні, опублікованому в Журнал геофізичних досліджень, стає зрозуміло, що викид вуглекислого газу живими організмами зростає з підвищенням температури. Так само процес фотосинтез, ключ до уловлювання CO2, також негативно впливає. Існують критичні температури, наприклад 7ºC, після перевищення яких накопичення вуглецю в цих екосистемах практично припиняється.
Вплив зміни клімату на вуглецевий цикл тундри
На кругообіг вуглецю в тундрі безпосередньо впливає температура. З потеплінням клімату верхній шар вічної мерзлоти відтає, що, у свою чергу, дозволяє мікроорганізмам розкладати органічний матеріал раніше заморожені. Цей процес призводить до вивільнення великої кількості CO2 та метан, парникові гази, які посилюють вплив зміни клімату.
Різноманітні дослідження, наприклад, під керівництвом NASA в Арктиці показують, що тундра розвивається в напрямку поведінки, більш подібної до поведінки бореальні ліси, екосистеми, що знаходяться в нижчих широтах. Це явище включає міграцію видів рослин, таких як кущі та невеликі дерева, на північ, що також впливає на цикл вуглецю.
Супутникові спостереження з використанням передових технологій, таких як ICESat-2 y Ландсат, дозволили задокументувати ці зміни в кругообігу вуглецю та рух рослинності до Арктики. З більшою кількістю чагарникової рослинності тундра може поглинути деяку кількість CO2, але танення вічної мерзлоти залишається критичною загрозою, оскільки викиди старого вуглецю компенсують будь-яке додаткове поглинання рослинністю.
Раннє розморожування та його наслідки
Однією з найбільших проблем, з якими стикається тундра, є раннє розморожування пов'язані зі зміною клімату. Група дослідників зазначила, що настання весни, яке відбувається через більш м’які зими, змінює життєвий цикл рослинності в тундрі. Ця зміна може зменшити здатність тундри діяти як a вуглецевий поглинач.
Нормальний цикл тундри гарантує, що рослини, розкладаючись, повільно вивільняють вуглець протягом довгих зим, дозволяючи ґрунту зберігати його. Однак рання відлига створює дисбаланс у цьому циклі, сприяючи викиду CO2 до того, як рослини зможуть поглинути значні кількості за допомогою фотосинтезу. Результатом є чистий внесок у збільшення парникових газів.
Арктичне потепління та відступ тундри
Серед найбільш вражаючих наслідків потепління Арктики є відступ тундри. Згідно з останніми дослідженнями, якщо заходи щодо зміни клімату не будуть суворо впроваджені, за оцінками, до середини цього тисячоліття на північному сході Росії залишиться лише 6% нинішньої тундри. Цей процес зумовлений розширенням порід дерев, таких як сибірська модрина, які просуваються на північ зі швидкістю 30 кілометрів за десятиліття, витісняючи характерні рослини тундри.
Ця зміна впливає не тільки на арктичну флору і фауну, але також впливає на і без того ослаблену здатність тундри зберігати вуглець, прискорюючи зміну клімату в усьому світі. Високі температури сприяють більшому розкладанню органічних речовин, що, у свою чергу, вивільняє ще більше вуглецю з вічної мерзлоти.
Тундра як поглинач вуглецю в небезпеці
Історично тундру вважали а вуглецевий поглинач ефективний завдяки низьким температурам, які обмежують розкладання органічних речовин. Однак наслідки глобального потепління призводять до того, що ця роль поглинача погіршується. Як вічна мерзлота тане, починає виділятися велика кількість вуглецю, що зберігався століттями, що може перетворити тундру на чисте джерело вуглецю, а не на поглинач.
Наукові дослідження продовжують обговорювати, чи зможуть ці арктичні екосистеми продовжувати виконувати свою роль поглиначів вуглецю за сучасних кліматичних умов, але очевидно, що збільшення температура і танення ґрунту не віщують нічого доброго для здатності тундри накопичувати вуглець. Ця ситуація змусила наукове співтовариство терміново закликати до захисту цих екосистем, впроваджуючи рішучі заходи для пом’якшення зміни клімату.
Останні дослідження продовжують показувати, що тундра, тендітна екосистема, перебуває в процесі трансформації, яка може змінити її основну функцію як поглинача вуглецю. Без відповідних заходів прискорене танення вічної мерзлоти продовжуватиме вивільняти велику кількість парникових газів, що ще більше сприятиме глобальному потеплінню.