Согласно группе учёных под руководством исследователей из Пенн-Стейт, данные, которые ранее упускались из виду, могут помочь уточнить оценки выбросов углекислого газа в городских районах.
В рамках более крупного проекта по измерению выбросов парниковых газов в Индианаполисе учёные обнаружили, что газоны, гольф-поля и кладбища оказывают влияние, отличное от других городских растений, таких как деревья и дикая трава.
Добавление данных о газонах в модели городских экосистем не только улучшает понимание роли растительности в уровне углекислого газа, но и может повысить точность оценок антропогенных выбросов, как сообщили учёные в журнале Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.
«Это исследование имеет значение для разработки политики в области выбросов парниковых газов и для снижения неопределённости при оценке антропогенных выбросов для принятия политических решений», — сказал Джейсон Хорн, докторант по метеорологии и атмосферным наукам в Пенн-Стейт и ведущий автор исследования. «Существует стремление лучше понять процессы, происходящие в этих районах, поскольку они очень сложны».
Выбросы парниковых газов в городах
Выбросы парниковых газов в городах происходят из-за сжигания ископаемого топлива при использовании транспортных средств, работе заводов и отоплении домов. Однако растения также играют роль. Они поглощают углекислый газ из атмосферы во время фотосинтеза, но также производят углекислый газ при дыхании и разложении.
«И для этого нам нужно иметь хорошее представление о биологии», — сказал Хорн.
Работа была частью эксперимента с потоком в Индианаполисе (INFLUX), в рамках которого были подготовлены оценки выбросов для города и его окрестностей с использованием различных методов измерения, включая башни по всему городу, которые непрерывно измеряют уровень углекислого газа.
«INFLUX — это долгосрочный проект, который является одним из трёх испытательных полигонов по тестированию парниковых газов в Соединённых Штатах», — сказал Хорн. «Он предлагает одни из лучших и наиболее полных и разнообразных данных из городских районов по сравнению с другими местами в мире».
В этом исследовании Хорн проанализировал данные, собранные с помощью башен эдди-ковариантности — приборов, которые могут измерять обмен газами между поверхностью Земли и атмосферой. Один датчик был размещён над полем для гольфа, а другой — над кладбищенским газоном.
Исследователи обнаружили, что существующие типы растительности, которые уже учтены в их моделях, не могут зафиксировать сезонные закономерности, наблюдаемые в обмене углекислого газа между землёй и атмосферой в этих двух местах, покрытых газоном.
Например, в зимние месяцы, когда температура воздуха опускается ниже нуля, модели ранее предсказывали отсутствие активности фотосинтеза. Но наблюдения команды показали, что фотосинтез на газонах всё ещё происходит, удаляя часть углекислого газа из атмосферы даже при минусовых температурах.
«Наши модели не могли уловить углекислый газ, удаляемый из атмосферы в результате фотосинтеза в середине зимы», — сказал Хорн. «Модель показала, что растительность является чистым источником углекислого газа в середине дня».
Используя свои наблюдения, исследователи создали уникальный тип растительности — газонную траву в модели. Включение нового представления о газонной траве позволило модели зафиксировать фотосинтетическую активность в середине зимы, как это наблюдалось.
«Фотосинтез газонной травы не очень активен зимой, но он достаточно активен, чтобы иметь значение для моделей — и это может иметь значение для того, как мы понимаем каждый источник выбросов», — сказал Хорн.
Он объяснил, что если модели показывают, что растительность выделяет больше углекислого газа, чем поглощает, то при оценке общих выбросов за этот период учёные могут недооценивать влияние антропогенных выбросов.
И хотя влияние фотосинтеза от газонной травы зимой может быть небольшим, экстраполяция этого на всю городскую территорию означает, что оно может иметь реальное влияние, сказал Хорн.
«По оценкам, около 20–30% площади поверхности в Индианаполисе покрыто газонной травой», — сказал он. «Даже если мы увидим небольшое снижение уровня углекислого газа в середине зимы, это не будет незначительным. Если вы не учтёте это, вы можете недооценивать антропогенные выбросы».
Учёные отметили различия между двумя локациями — трава на поле для гольфа удобряется, подстригается и поливается, в то время как трава на кладбище менее ухожена. Учитывая вариативность, они сказали, что необходимы дополнительные исследования для дальнейшего улучшения оценок воздействия газонной травы на выбросы углекислого газа.
«Но из нашей работы ясно, что газонные травы заслуживают специального изучения», — сказал Хорн. «Это может помочь снизить уровень неопределённости при оценке антропогенных выбросов для принятия политических решений».
Предоставлено:
* Pennsylvania State University (Пенсильванский государственный университет).