Международный коллектив ученых из сорока стран, в числе которых четверо исследователей ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», разработал карту температуры всех почв мира. Для этого использовались датчики, которые были установлены на территориях шестидесяти стран. Результаты многолетнего исследования были опубликованы в журнале Global Change Biology.
Оказалось, что среднегодовая разница между температурами почвы и воздуха достигает десяти градусов, а в холодных биомах cреднегодовая температура почвы выше, чем температура воздуха, в теплых – ниже. Эти данные позволят ученым модернизировать существующие методы моделирования климатических процессов и их последствий для экосистем и живых организмов.
По словам исследователей, сейчас все климатические прогнозы составляются исходя из данных о температуре воздуха и проводятся на стандартных метеорологических станциях – но это не позволяет учитывать экологические, биофизические и биогеохимические процессы на земле, где и обитает большинство наземных видов живых существ. Поэтому на их основе не совсем корректно изучать реакцию биоразнообразия и экосистем на глобальные изменения. В связи с этим исследователи предлагают использовать для изучения биологических и экологических наземных процессов в изменяющемся климате температуры почвы, а не воздуха.
В ходе своей работы ученые выяснили, что различия среднегодовых температур почвы и воздуха могут отличаться на несколько градусов, а сам характер температурных сдвигов значительно различается как внутри биомов, так и между ними. Оказалось, например, что в холодных и сухих биомах, таких как тундра, бореальные леса, луга умеренного пояса и субтропические пустыни, среднегодовая температура верхнего слоя почвы была в среднем на четыре градуса выше, чем температура воздуха. В теплых и влажных биомах: в тропических саваннах, лесах умеренного пояса и влажных тропических лесах - температура почвы была в среднем на один градус ниже, чем температура воздуха.
Исходя из этих данных было сделано предположение, что с потеплением климата почва не будет нагреваться с той же скоростью, что и воздух. Повышение температуры воздуха на один градус может привести как к большему, так и к меньшему изменению температуры почвы, в зависимости от того, на каком участке макроклиматического градиента это происходит.
По словам заведущего лабораторией Института леса им. В.Н. Сукачёва СО РАН кандидата биологических наук Анатолия Прокушкина, прогнозируемое воздействие изменения климата на приповерхностное биоразнообразие и функционирование экосистем оценивается неточно, когда используется температура воздуха, а не почвы, особенно в холодных условиях: экологические процессы теснее связаны с температурой почвы под пологом леса, а не с температурой хорошо вентилируемого воздуха в защищенном от прямого солнечного света боксе на территории метеостанции.
Говоря об особенностях этой темы, Анатолий Прокушкин рассказал, что в ходе исследования ученые заметили, что если рассмотреть температуры по сезонам, то, например, для российских северных территорий характерна следующая особенность: почвы теплее, чем воздух в зимний период, когда биологической активности почти нет, так как почва находится в мерзлом состоянии. Так, средняя температура воздуха января в Туре может быть -40, а почвы -10. В летний же период температура воздуха в июле составляет +18, а почвы +5. То есть летом почва существенно холоднее, несмотря на то, что именно летом протекают наиболее интенсивные биологические процессы. Так что в дальнейшем от среднегодовых оценок следует двигаться в сторону сезонных.
«Использование температуры почвы в корреляционном анализе или прогностических моделях может улучшить предсказания воздействия климата на физиологию и поведение организмов, а также на динамику популяций и сообществ и распространение видов. Адекватные данные о температуре почвы имеют решающее значение для широкого круга областей исследований, таких как экология, биогеография, биогеохимия, агрономия, почвоведение и динамика климатических систем», - подчеркнул Прокушкин.
Представленная работа и имеющиеся результаты являются только первым этапом исследований, связанных с оценкой разницы температур воздуха и почв и использования этих данных для климатических моделей. Авторы исследования также приглашают и других специалистов присоединиться к проекту и предоставить свои данные по микроклимату, чтобы получить как можно более полную информацию.
Источник: «Научная Россия»
распечатать статью
