Ученые создали глобальную карту температуры почв
Карту температуры почв всех наземных биомов мира создал международный коллектив ученых, 5 апреля сообщает пресс-служба Красноярского научного центра (КНЦ) СО РАН. Карта составлена с использованием данных, полученных от более девяти тысяч датчиков, размещенных в 60 странах мира. Так, она показала, что среднегодовая разница между температурами почвы и воздуха достигает 10 градусов. В биомах (совокупность различных групп организмов) холодных почв среднегодовая температура почвы выше, чем воздуха, а в теплых — ниже.
Данные, отображенные картой, будут использованы для моделирования глобальных климатических процессов и их последствий для экосистем и живых организмов в мире. Результаты проведенной работы по составлению карты опубликованы в журнале Global Change Biology. Глобальные климатические прогнозы принято составлять с опорой на данные о температуре воздуха. Их получают на стандартных метеорологических станциях, в которых температуру замеряют внутри хорошо проветриваемых и защищенных устройств, размещенных на высоте до двух метров над землей на открытом месте.
Однако температурная ситуация на поверхности земли с ее экологическими, биофизическими и биогеохимическими процессами, в которой обитает большинство наземных видов микроорганизмов, иная. Поэтому на основе только данных о температуре воздуха не совсем корректно изучать реакцию биоразнообразия и экосистем на идущие глобальные изменения. Коллектив, в который вошли ученые более 40 стран, в том числе и четверо сотрудников КНЦ, разработал глобальную карту температуры почв по всем основным наземным биомам мира.
Полученная при этом информация о том, что различия в среднегодовых температурах почвы и воздуха могут достигать 10°C, показала исследователям, что для изучения биологических и экологических наземных процессов в изменяющимся климате следует использовать температуры почвы, а не воздуха. Поэтому карта, построенная учеными, показывает не только температуру почв, но и разницу между температурами почвы и окружающего воздуха. Красные значения указывают на то, что почвы теплее воздуха. Синие используются там, где модель предсказывает более низкую температуру почвы. Темно-серые области, которыми отмечены Гренландия и Антарктида, из модели исключены.
На карте хорошо видно, что такие температурные сдвиги различны и внутри биомов, и между ними. Так, для холодных и сухих биомов тундры, бореальных лесов, лугов умеренного пояса и субтропических пустынь различие среднегодовой температуры верхнего слоя почвы и воздуха в среднем составляет +4 градуса. Для теплых и влажных биом тропических саванн, лесов умеренного пояса и влажных тропических лесов она составляет уже -1 градус.
Эти данные позволили ученым сделать вывод, что с потеплением климата скорость нагревания почвы и воздуха будет разной, в зависимости от того, на каком участке макроклиматического градиента это происходит. Исследователи предсказывают более медленное нагревание почвы холодного биома даже при сильном потеплении окружающего их макроклимата. Тогда как прогнозируемое потепление в жарких и сухих биомах будет идти сильнее в верхнем слое почв из-за более сильного, чем у воздуха нагрева.
Завлабораторией Института леса им. В. Н. Сукачёва СО РАН кандидат биологических наук Анатолий Прокушкин рассказал: «Наблюдаемые существенные и специфичные для биомов смещения подчеркивают, что прогнозируемое воздействие изменения климата на приповерхностное биоразнообразие и функционирование экосистем оцениваются неточно, когда используется температура воздуха, а не почвы, особенно в холодных условиях».
Это связано с тем, что экологические процессы можно точнее оценить по температуре почвы под пологом леса, а не по температуре хорошо вентилируемого воздуха в защищенном от прямого солнечного света боксе на территории метеостанции. Также именно почвенная, а не воздушная температура лучше предскажет годичный прирост стволовой древесины деревьев, разложение органического вещества и другие аспекты глобального углеродного баланса.
«Адекватные данные о температуре почвы имеют решающее значение для широкого круга областей исследований, таких как экология, биогеография, биогеохимия, агрономия, почвоведение и динамика климатических систем», — пояснил ученый. Результаты своей работы авторы исследования предоставили в открытый доступ для использования учеными всего мира. Они призывают других ученых присоединиться к проекту и предоставить в базу данных SoilTemp свои данные по микроклимату, чтобы заполнить участки с недостающей информацией.