Зелёная революция изменила режим дыхания биосферы

Интенсивные методы ведения сельского хозяйства, применяемые в ходе «зелёной революции», оказывают достаточно сильное влияние на атмосферу Земли. В результате этого за последние пять десятилетий амплитуда сезонных колебаний атмосферного углекислого газа выросла на 15%.

Такой вывод сделали исследователи из Мерилендского университета. По их оценкам амплитуда сезонных колебаний атмосферного СО₂ с каждым годом увеличивается на 0.3%. Данные, полученные при помощи усовершенствованной модели атмосферы, названной VEGAS, учёные опубликовали в специализированном издании Nature 20 ноября 2014 года.

«То, что мы наблюдаем, является следствием воздействия зелёной революции на земной обмен веществ», — заявляет океанолог и профессор науки об атмосфере Нинг Зенг. Он является ведущим разработчиком VEGAS — первой модели, которая учитывает изменения, произошедшие в агротехнологии в XX–XXI веках. «То, как мы распоряжаемся нашими угодьями, может в буквальном смысле изменить режим дыхания биосферы».

Ещё в 1950-х годах учёные знали, что в Северном полушарии годовой минимум атмосферного СО₂ достигается в конце лета–начале осени. Здесь суша занимает бо́льшую площадь по сравнению с Южным полушарием, что также обуславливает бо́льшее количество растений. Уровень атмосферного СО₂ падает в течение весны и лета, когда растения в этом полушарии находятся в стадии активного роста и поглощают углекислый газ, выделяя взамен кислород. Осенью же, когда растения разлагаются, выделяя накопленный углерод, уровень углекислоты в атмосфере резко увеличивается.

Начиная с 1958 года, исследователи проводили непрерывные наблюдения в Гавайской обсерватории Мауна-Лоа и других точках, включая Барроу и Аляску, в ходе которых они отслеживали сезонные пики и спады, свидетельствующиеоб увеличении общего атмосферного уровня диоксида углерода, который является главным парниковым газом. Своего наиболее экстремального значения концентрация углекислоты продемонстрировала в 1961–2010 годах. Сейчас в северном полушарии уровень диоксида углерода зимой на 6 миллионных долей выше, чем летом.

В то время как факторы, обуславливающие общее увеличение концентрации углекислоты, хорошо изучены, причины резких сезонных скачков не вполне ясны. Так как растения вдыхают диоксид углерода, то увеличение его уровня может стимулировать их рост. Учёные-климатологи также считают, что потепление в северных широтах является важным фактором, облегчающим рост культур в холодных областях. «Однако всё это не даёт полного понимания общей тенденции к увеличению сезонных скачков», — говорит учёный.

Зенг отмечает, что в период между 1961 и 2010 годами количество угодий, отведённое под основные сельскохозяйственные культуры, возросло на 20%, однако урожай вырос втрое. Тем не менее, по его мнению, методы зелёной революции — улучшение систем орошения, широкое применение неорганических удобрений, использование новых сортов кукурузы, пшеницы, риса и других культур — привели не только к повышению урожайности, но и к увеличению зелёной массы растений, которая, разлагаясь, выделяет в атмосферу больше углекислоты.