Как дышит город: учёные исследовали эмиссию углекислого газа из почв Сочи

Почва – это не просто земля под ногами, а сложная живая система и один из главных участников углеродного цикла. Что такое «дыхание почвы»? Это процесс, при котором микроорганизмы и корни растений выделяют углекислый газ, перерабатывая органические остатки. Чем активнее идет эта «работа», тем больше СО₂ поступает в атмосферу – это важнейший индикатор её здоровья. Выделение углекислого газа (СО₂) в процессе почвенного дыхания – крупнейший по величине поток углерода в атмосферу. Сегодня, когда города растут, всё важнее понимать, какую роль играют городские почвы в изменении климата. Они могут быть заметным источником парниковых газов, и именно поэтому забота о них стала частью современных стратегий устойчивого развития (например, концепции сокращения выбросов парниковых газов).

Коллектив лаборатории геоэкологии и природных процессов Субтропического научного центра РАН под руководством старшего научного сотрудника Елены Рогожиной в течение 2020–2025 годов провел уникальное комплексное исследование эмиссии СО₂ из почв различных зон Хостинского района Сочи. В отличие от разовых замеров, пятилетний цикл наблюдений (in situ) позволил ученым впервые создать репрезентативную базу данных о динамике «дыхания» почв в разных городских зонах: парково-рекреационной («Дендрарий»), селитебной (жилой) и промышленно-транспортной. Теперь, понимая закономерности этих процессов, ученые могут давать научно обоснованные рекомендации городским службам по озеленению и снижению углеродного следа.

Влажно-субтропический климат Сочи обусловливает высокую активность почвенных микроорганизмов круглый год, однако эмиссия СО₂ крайне неравномерна. Зафиксированный диапазон варьирования показателя в городской среде составил от 28 до 307 мг С–СО₂/(м²·ч). Минимальные значения отмечены не зимой, а в период летней засухи для сильно преобразованных почв вдоль автотрасс. Пиковые же значения приходятся на весну в парково-рекреационной зоне, когда тепло и влажность достигают оптимального баланса, пробуждая микробиологическую активность.

Помимо климата, ключевым фактором, влияющим на углеродный поток, оказалась трансформация почв при строительстве. Когда на поверхность выводятся глубинные, бедные органикой горизонты с высоким содержанием породы, эмиссия СО₂ резко падает. Однако это не повод для радости экологов: такая «мертвая» почва перестает выполнять свои жизненно важные функции.

Парадокс в том, что стандартные методы озеленения усугубляют ситуацию. Внесение темноокрашенных плодородных субстратов и посев газонных злаков с мощной корневой системой (которая тоже дышит) приводит к перегреву почвы и росту эмиссии. В солнечный день разница температур между естественной почвой и таким «культурным» газоном достигает 5 °С. Как следствие, городские газоны в Сочи выделяют на 10–20 % больше СО₂, чем почва под древесными насаждениями. В этой связи опыт российских городов по использованию для газонов естественной луговой растительности, адаптированной к местным условиям и не имеющей мощной корневой системы, выглядит многообещающей альтернативой для озеленителей Сочи.

Примечательно, что минимальную степень антропогенной трансформации среди изученных урбопочв показали естественно-подобные фитоценозы – например, кипарисово-дубовые насаждения вдоль крупных автотрасс.

«Мы настоятельно рекомендуем при планировании промышленно-транспортных зон Сочи делать ставку не на травяные газоны, а на многолетние лесополосы смешанного типа в сочетании с лугово-злаковыми травами, – подчеркнула Елена Рогожина. – Это не просто вопрос эстетики. Это рабочий инструмент экологической инженерии. Такие зеленые коридоры помогают почве сохранять «дыхание» и жизнеспособность, что напрямую влияет на ее способность очищать воздух, удерживать влагу и противостоять городской нагрузке. По сути, мы можем создать рукотворный «зеленый щит» для города».

Итогом пятилетней работы станут не только публикации, но и конкретные рекомендации для муниципалитета по снижению углеродного следа Сочи через грамотное управление почвенными ресурсами.

Источник