Циклический эффект: больше CO₂ в атмосфере — больше парникового газа на килограмм риса

Новое исследование, опубликованное в онлайн-издании Nature Climate Change, показывает, что повышение концентрации углекислого газа в атмосфере и рост температур приводят к тому, что рисоводство выделяет больше мощного парникового газа — метана (CH₄) — на каждый килограмм произведённого риса. «Наши результаты показывают, что рисоводство становится менее климатически дружелюбным по мере изменения атмосферы. Это важно, поскольку рисовые чеки являются одним из крупнейших антропогенных источников метана, а рис — вторая по объёму производства основная сельскохозяйственная культура в мире», — заявил ведущий автор исследования доктор Кес Ян ван Грёниген из Тринити-колледжа в Дублине.

Ван Грёниген вместе с коллегами из Университета Северной Аризоны и Калифорнийского университета в Дэвисе собрал все опубликованные на сегодняшний день данные 63 различных экспериментов на рисовых полях, в основном из Азии и Северной Америки. Общей чертой экспериментов было измерение влияния повышения температур и дополнительного CO₂ в атмосфере на урожайность риса и количество выделяемого метана.

Команда использовала метод метаанализа для выявления общих закономерностей в большом массиве экспериментальных данных. «При анализе всех данных проявились две чёткие тенденции: во-первых, больше CO₂ увеличивало выбросы метана с рисовых полей, а во-вторых, более высокие температуры вызывали снижение урожайности риса», — пояснил соавтор исследования профессор Брюс Хангейт.

Метан на рисовых полях производят микроорганизмы, которые «дышат» CO₂. Больше CO₂ в атмосфере ускоряет рост рисовых растений, а дополнительная биомасса снабжает почвенные микроорганизмы дополнительной энергией, усиливая их метаболизм. Повышение уровня CO₂ также увеличит урожайность риса, но в меньшей степени, чем выбросы CH₄. В результате количество CH₄, выделяемое на килограмм урожая риса, возрастёт. Повышение температуры оказывало лишь небольшое прямое влияние на выбросы CH₄, но, снижая урожайность, также увеличивало количество CH₄ на килограмм риса.

«В совокупности более высокие концентрации CO₂ и более высокие температуры, прогнозируемые к концу этого века, примерно удвоят количество CH₄, выделяемое на килограмм произведённого риса», — объяснил соавтор профессор Крис ван Кессель. Поскольку мировой спрос на рис будет расти вместе с населением планеты, результаты показывают, что без дополнительных мер общие выбросы CH₄ от рисоводства сильно увеличатся.

Авторы, однако, указывают на доступные меры для снижения выбросов. Например, такие агроприёмы, как сброс воды в середине сезона и использование альтернативных удобрений, уже доказали свою эффективность. Кроме того, переход на более термоустойчивые сорта риса и корректировка сроков посева могут в значительной степени предотвратить снижение урожайности из-за потепления, смягчив его влияние на выбросы метана на единицу урожая. «Эти выводы вместе с нашими результатами подчёркивают необходимость мер по смягчению последствий и адаптации для обеспечения глобальной продовольственной безопасности при одновременном сдерживании выбросов парниковых газов», — заключил ван Грёниген.