Возможное завышение выбросов диоксида углерода с пашен на органических почвах в прохладных умеренных и бореальных регионах на основе исследования из Норвегии

Почему северные пахотные почвы важны для климата

В прохладных умеренных и бореальных регионах мира многие фермы расположены на глубоких слоях торфа — тёмной, губчатой почве, богатой древними растительными остатками. Когда эти торфяники осушают для выращивания культур и трав, они могут выделять в атмосферу большие объёмы диоксида углерода. Правительства сейчас опираются на простые глобальные эмпирические правила для оценки этих выбросов, которые используются в национальных климатических отчётах и влияют на решения о целесообразности тех или иных климатических мер. В этом исследовании авторы спрашивают, насколько точно эти правила отражают ситуацию в Норвегии и что это означает для климатического планирования.

Торфяные почвы, осушение и рост выбросов

Торфяники хранят огромные количества углерода, поскольку переувлажнённые, бедные кислородом условия замедляют разложение мёртвых растений. Однако на протяжении веков многие торфяники в Европе осушались с помощью канав и дренажа для создания пахотных земель. Понижение уровня грунтовых вод открывает торф воздуху, ускоряет разложение и приводит к постоянному потоку диоксида углерода из почвы в атмосферу. В Норвегии примерно 67 000 гектаров таких культивируемых торфяников — небольшая доля территории, но самая крупная отдельная источник выбросов в секторе землепользования. Официальная статистика оценивает эти выбросы с помощью коэффициентов эмиссии «Tier 1» от Межправительственной панели по изменению климата (IPCC), которые предполагают единый средний уровень выбросов для всех пашен на органических почвах в широких климатических зонах.

Проверка простого правила с помощью подробной модели

Поскольку прямые многолетние измерения газообмена редки, исследователи обратились к процессной экосистемной модели CoupModel. Они откалибровали модель на полевых данных с двух норвежских торфяных ферм: Фарстад на влажном мягком атлантическом побережье и Пасвик в гораздо более холодном и сухом северном регионе. На обоих участках приборы регистрировали обмен диоксидом углерода между землёй и атмосферой, глубину уровня грунтовых вод, влажность почвы, температуру и уборку травяных культур. Настроенная модель адекватно воспроизвела общие закономерности потоков CO2, включая периоды, когда поля выступали либо источниками, либо поглотителями углерода в разное время года и при разных режимах дренажа.

Что происходит на норвежских торфяных полях

Вооружившись откалиброванной моделью, команда смоделировала выбросы диоксида углерода для 50 репрезентативных культивируемых торфяных участков по всей Норвегии за период 2001–2022 годов. Эти участки охватывают большую часть диапазона температуры и осадков по стране. Моделирование ясно показало: глубина уровня грунтовых вод — главный фактор, контролирующий выбросы. Сильно осушенные участки с уровнем воды значительно ниже поверхности выделяли больше всего углерода, тогда как повышение уровня воды резко снижало чистые выбросы и могло даже сделать более тёплые участки чистыми поглотителями углерода. Модель также показала, что более холодные районы остаются источниками углерода даже при повышенном уровне воды, поскольку короткий вегетационный период ограничивает поглощение растениями.

Не завышают ли текущие методы учёта?

Для сравнения с правилом IPCC Tier 1 исследователи преобразовали свои результаты в чистый экосистемный углеродный баланс, сочетая чистый обмен CO2 с углеродом, удаляемым при уборке урожая. Для участков с очень глубоким осушением, где средний уровень грунтовых вод был ниже примерно 0,7 метра, смоделированные потери углерода хорошо согласовывались с коэффициентом Tier 1. Однако для многих участков, где уровень воды находился между 0,7 и 0,3 метра ниже поверхности, значение Tier 1 было на 31–88 процентов выше, чем оценки модели. Полевые данные с участка Пасвик, где в пределах одного поля были участки с разным уровнем дренажа, подтвердили эту закономерность. Проще говоря, стандартный глобальный коэффициент, по-видимому, предполагает уровни выбросов, характерные для самых сухих полей, а затем применяет это значение к гораздо более влажным участкам.

Что это значит для климатических решений

Исследование делает вывод, что текущее использование в Норвегии подхода Tier 1, вероятно, приводит к переоценке выбросов диоксида углерода с многих культивируемых торфяников в её прохладных умеренных и бореальных регионах. Это преувеличивает кажущуюся климатическую пользу некоторых мер смягчения и скрывает важные различия между регионами, практиками землепользования и уровнями воды. Авторы утверждают, что странам следует инвестировать в более широкое полевое мониторирование и по возможности применять более детализированные методы Tier 2 или Tier 3, адаптируя коэффициенты выбросов к местному климату, типам культур и условиям дренажа. Это даст политикам более ясную картину того, где повышение уровня грунтовых вод или изменение землепользования действительно может сократить выбросы парниковых газов с торфяных почв, а где ожидания следует скорректировать.

Цитирование: Zhao, J., Takriti, M., Jansson, PE. et al. Potential overestimation of carbon dioxide emissions from croplands on organic soils in cool temperate and boreal regions based on a case study from Norway. Commun Earth Environ 7, 461 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03464-5

Ключевые слова: торфяники, диоксид углерода, парниковые газы, уровень грунтовых вод, сельское хозяйство Норвегии