Могут ли водорослевые леса помочь в борьбе с изменением климата?

Страны всё чаще обращаются к природе, чтобы смягчить последствия изменения климата. Леса, луга и водно-болотные угодья уже считаются «природными климатическими решениями». Теперь учёные задаются вопросом: могут ли водорослевые (kelp) леса стать частью такого решения?

Бурые водоросли (kelp) — одни из самых быстрорастущих видов на Земле, они образуют густые подводные леса вдоль умеренных побережий. Помимо поддержания морского биоразнообразия, обеспечения рыболовства и вклада в местную экономику, эти леса также поглощают углерод. Но их роль в смягчении изменения климата остаётся неопределённой.

В первой национальной оценке водорослевых лесов Канады наша исследовательская группа попыталась оценить, сколько углерода эти экосистемы могут захватывать и хранить в океане, и остаётся ли этот углерод вне атмосферы достаточно долго, чтобы считаться природным климатическим решением.

Для этого мы собрали национальную базу данных о водорослевых лесах, включая спутниковые и аэрофотоснимки, измерения продуктивности водорослей и модели океанических течений, чтобы оценить, сколько углерода от водорослей действительно покидает континентальный шельф.

Измерение углерода водорослей

Углерод, поглощаемый деревьями, торфяниками и морскими травами, обычно удерживается десятилетиями или дольше. Однако, когда водоросли отмирают или разрушаются, большая часть углерода не хранится в грунте, а высвобождается обратно в океан. В зависимости от условий, часть его опускается на дно, часть выбрасывается на берег, а часть потребляется и питает прибрежные пищевые сети.

Лишь небольшая доля оседает в прибрежных донных отложениях или достигает глубоководных районов вдали от берега, где с большей вероятностью может оставаться вне атмосферы в долгосрочной перспективе. Ещё часть разлагается до мельчайших растворённых частиц, которые могут циркулировать в океанских течениях ниже слоя перемешивания десятилетиями или веками.

Таким образом, хотя защита и управление водорослевыми лесами способствует улавливанию углерода, это не всегда напрямую означает смягчение изменения климата.

Наше исследование показало, что от 40 000 до 400 000 метрических тонн углерода в год, вероятно, захватывается и выносится из канадских водорослевых лесов в глубины океана. С точки зрения удаления CO₂, этот показатель как минимум сопоставим с более устоявшимися природными климатическими решениями для углеродных экосистем Канады, такими как приливные марши и морские травы, что говорит о необходимости их дальнейшего рассмотрения.

Это обнадёживающая цифра. Но потенциальная роль водорослей в климатических планах Канады далеко не определена.

Можем ли мы полагаться на водоросли?

Наши выводы актуальны, поскольку страны всё чаще стремятся учитывать природные источники удаления углерода в своих определяемых на национальном уровне вкладах (ОНУВ) в рамках Парижского климатического соглашения, полагая, что улучшение управления, защиты и восстановления экосистем может усилить природные поглотители углерода.

Водорослевые леса ещё не включены в национальные инвентаризации. Однако растёт интерес к тому, может ли улучшенное управление ими и даже восстановление соответствовать критериям.

Часть проблемы — в данных. Большинство стран, включая Канаду, всё ещё не имеют достаточной информации о том, где расположены их водорослевые леса, какова их продуктивность, куда перемещается углерод в экосистеме и как эти процессы меняются в пространстве и времени. В результате лишь немногие страны смогли оценить свои водорослевые леса в национальном масштабе.

Также остаются без ответа вопросы о том, насколько можно предотвратить потерю водорослевых лесов из-за изменения климата и насколько можно масштабировать восстановление экосистем, чтобы оно внесло значимый вклад в смягчение последствий. Методы восстановления водорослевых лесов (например, «зелёный гравий») активно разрабатываются, но в основном остаются непроверенными.

Наше исследование предлагает руководство, помогающее странам преодолеть некоторые из этих проблем. Мы представляем пошаговый план для разработки первых оценок углерода водорослей на основе ограниченных данных, включая потребности в данных, их источники и инструменты анализа, которые учитывают неопределённость данных.

Взгляд вперёд

Управление и защита водорослевых лесов, вероятно, является вариантом с низким уровнем сожаления: даже если это незначительно смягчит изменение климата, многие другие преимущества перевесят затраты. В конце концов, эти экосистемы предлагают массу выгод — от поддержки рыболовства до защиты береговой линии. Согласно нашим выводам, они также могут обладать способностью помочь в борьбе с изменением климата.

Но чрезмерная опора на водоросли до прояснения научной картины может иметь обратный эффект. Преувеличение их роли в смягчении изменения климата может привести к неоправданной уверенности и нереалистичным ожиданиям. Что ещё хуже, это может отвлечь внимание от самой важной и неотложной задачи — сокращения использования ископаемого топлива.

Это не значит, что потенциал водорослей как климатического решения следует отвергать. В настоящее время считается, что водорослевые леса и другие водоросли ежегодно захватывают и хранят около 175 миллионов тонн углерода, а возможно, и больше, согласно недавним исследованиям.

Но Канаде необходимо действовать осторожно и инвестировать в устранение ключевых пробелов в знаниях, прежде чем масштабировать планы по включению водорослей в национальный углеродный учёт. Это включает больше государственных инвестиций в картографирование, мониторинг водорослевых лесов, высокоточное океанографическое моделирование и верификацию национальных оценок на местах.

Водорослевые леса в беде

В целом, необходим осторожный подход, чтобы мы не упустили будущие решения, связанные с водорослями. Потому что даже по мере роста интереса к ним эти экосистемы исчезают во многих местах.

В Британской Колумбии водорослевые леса сокращаются в последние десятилетия из-за вызванных изменением климата морских тепловых волн и вспышек численности морских ежей, которые поедают водоросли.

Аналогичные тенденции задокументированы во многих частях мира, от Норвегии до Тасмании, где пышные водорослевые леса замещаются сорными нитчатыми водорослями.

Когда водорослевые леса теряются, содержащийся в них углерод может быстро высвободиться. Экспорт углерода водорослей в глубины океана и другие поглотители прекращается. Таким образом, вместо того чтобы помогать замедлять изменение климата, их потеря может значительно ухудшить ситуацию.

Водорослевые леса не решат климатический кризис сами по себе. Но наше исследование показывает, что они могут быть частью решения, особенно если мы действуем сейчас, чтобы заполнить критические пробелы в исследованиях.

Сегодня самая непосредственная ценность водорослевых лесов заключается в поддержке морского биоразнообразия, прибрежного рыболовства и средств к существованию местных сообществ. Уже одно это делает их достойными сохранения.