Международный коллектив ученых из более чем 40 стран, включая 4-х исследователей Красноярского НЦ СО РАН создал глобальную карту температуры почв всех наземных биомов, используя данные нескольких тысяч датчиков, размещенных в шестидесяти странах.
Ученые собрали многолетние круглогодичные измерения температуры почвы с более чем девяти тысяч датчиков из шестидесяти стран. В результате анализа они обнаружили различия в среднегодовых температурах верхнего слоя почвы и температурах воздуха. Характер этих температурных сдвигов значительно различался как внутри биомов, так и между ними. Например, 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.
Опираясь на полученные данные, специалисты заключили, 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. Ученые предсказывают: почвы холодного биома будут нагреваться медленнее, несмотря на сильное потепление окружающего их макроклимата. При этом прогнозируемое потепление в жарких и сухих биомах может усилиться в верхнем слое почв, поскольку они нагреваются сильнее, чем воздух, при более высоких температурах.
«Наблюдаемые существенные и специфичные для биомов смещения подчеркивают, что прогнозируемое воздействие изменения климата на приповерхностное биоразнообразие и функционирование экосистем оценивается неточно, когда используется температура воздуха, а не почвы, особенно в холодных условиях, – рассказывает завлабораторией Института леса им. В.Н. Сукачёва СО РАН Анатолий Прокушкин, – 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. Почвенная, а не воздушная температура лучше предсказывает такие функции экосистемы, как годичный прирост стволовой древесины деревьев, разложение органического вещества и другие аспекты глобального углеродного баланса. 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».
Данная работа лишь первый этап исследований по оценке различий в температурах воздуха и почв и приложении этих данных для климатических моделей. «Основные выводы этой статьи базируются на значительной разнице среднегодовых температур воздуха и почв. Если же рассмотреть температуры в течение года, по сезонам, то, например, для наших северных территорий проявляется определенный нюанс. 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, разница целых 30 градусов. В летний же период температура воздуха в июле – +18, а почвы +5. То есть летом мы видим обратную картину – почва существенно холоднее. А ведь именно летом протекают наиболее интенсивные биологические процессы. Так что в дальнейшем от среднегодовых оценок следует двигаться в сторону сезонных», – поясняет особенности этой сложной темы, на данном этапе не вошедшие в работу, Анатолий Прокушкин.
Авторы опубликовали свои исследования в журнале Global Change Biology и предложили другим ученым присоединиться к проекту и предоставить свои данные по микроклимату в базу данных SoilTemp, чтобы заполнить участки с недостающей информацией.
