Дренажные каналы Юго-Восточной Азии оказались неучтенным источником углерода

Потери углерода торфяниками Юго-Восточной Азии могли быть недооценены на треть. Оказалось, что примерно столько углерода в составе растворенного органического вещества не достигает мирового океана, а окисляется по пути к нему в дренажных каналах в результате фотоминерализации и микробного дыхания. Такие результаты содержит исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience.

Торфяники Юго-Восточной Азии занимают всего 0,2 процента суши, но при этом поставляют в океан 10 процентов от мирового растворенного органического углерода (20 миллионов тонн в год). Так происходит, поскольку большое количество торфяников в Юго-Восточной Азии было осушено с помощью дренажных каналов ради нужд сельского хозяйства. Каналы, сеть которых густо пронизывала болота в регионе, выводили из экосистем не только поверхностные воды, но и растворенное в них почвенное органическое вещество. До сих пор не было известно, сколько углерода окисляется в пресных водах на пути к океану и выбрасывается в атмосферу, и суммарные оценки углеродных потерь из азиатских торфяников могут быть существенно занижены.

Ученые под руководством Дженнифер Боуэн (Jennifer Bowen) из Калифорнийского университета в Сан-Диего исследовали скорость окисления растворенного органического углерода в дренажных каналах Западного Калимантана в Индонезии. Для этого они отбирали пробы воды, часть из которых фильтровали. В нефильтрованных пробах спустя 6-9 дней инкубации они измерили скорость микробного дыхания. В фильтрованных пробах спустя 11-19 часов экспозиции на солнечном свету была определена скорость фотоминерализации. С помощью моделирования результаты лабораторных экспериментов были экстраполированы на регион с учетом метеорологических и гидрологических данных.

Авторы оценили среднесуточную скорость окисления растворенного органического углерода в дренажных каналах Юго-Восточной Азии в диапазоне от 15 до 310 миллиграмм углерода с квадратного метра за день. В среднем по региону скорость окисления составляет 70 миллиграмм углерода с квадратного метра за день. Это означает, что океана не достигает примерно 35 процентов растворенного органического углерода — он окисляется по пути и выбрасывается в атмосферу в виде углекислого газа.

В мелких каналах преобладающим оказался путь фотоминерализации, а в глубоких (более двух метров) — микробное дыхание. Помимо глубины канала и проникновения солнечного света важным предиктором окисления углерода оказалась концентрация железа в воде: ее рост инициировал фотодекарбоксилирование растворенной органики. Ученые отметили, что дренажные каналы оказались значительным источником углеродных выбросов, роль которых в дестабилизации органического вещества местных экосистем сильно недооценивалась.

В пресноводных экосистемах для измерения углеродных потерь требуется трудоемкий отбор проб и их химический анализ, а вот с крутыми склонами, которые теряют углерод в результате эрозии, теперь должно стать проще. Недавно ученые разработали метод, с помощью которого можно предсказывать скорость эрозии и запас почвенного органического вещества, зная лишь форму и кривизну склонов холмов.