Исследование: наземные растения увеличили фотосинтез, но океаны компенсируют этот рост

На изображении выше показана ежегодная динамика глобальной чистой первичной продукции (NPP) — или чистого прироста углерода фотосинтезирующими организмами на Земле — с 2003 по 2021 год. Автор: Юйлун Чжан и др., 2025

Наземные растения стали причиной увеличения глобального фотосинтеза в период с 2003 по 2021 год, однако этот рост частично компенсировался слабым снижением фотосинтеза у морских водорослей. Таковы результаты исследования, опубликованного в журнале «Nature Climate Change».

Эти выводы могут помочь в оценке здоровья планеты, улучшении управления экосистемами, а также в прогнозировании климатических изменений и разработке стратегий их смягчения.

Фотосинтезирующие организмы, также известные как первичные продуценты, формируют основу пищевой цепи, делая возможной большую часть жизни на Земле. Используя энергию солнца, они преобразуют углерод из воздуха в органическое вещество. Однако первичные продуценты также выделяют углерод в процессе автотрофного дыхания, которое можно сравнить с дыханием живых существ.

«Чистая первичная продукция измеряет количество энергии, которое фотосинтезирующие организмы улавливают и делают доступным для поддержания почти всей остальной жизни в экосистеме», — пояснил ведущий автор исследования Юйлун Чжан, научный сотрудник лаборатории Вэньхун Ли в Университете Дьюка.

Предыдущие исследования чистой первичной продукции обычно фокусировались либо на наземных, либо на морских экосистемах, что оставляло пробелы в понимании глобальных процессов и их влияния на климат.

Данные со спутников

Спутниковые наблюдения предоставляют непрерывную картину фотосинтеза у растений и морского фитопланктона. Специализированные приборы измеряют «зелёность» поверхности, которая отражает содержание хлорофилла — пигмента, производимого фотосинтезирующими организмами.

Учёные использовали шесть различных спутниковых наборов данных о чистой первичной продукции (три для суши и три для океанов) за период с 2003 по 2021 год. Они обнаружили, что наземная чистая первичная продукция увеличивалась на 0,2 млрд тонн углерода в год, тогда как в океанах наблюдался спад примерно на 0,1 млрд тонн углерода в год.

Причины изменений

Рост фотосинтеза на суше связан с увеличением продолжительности вегетационного периода в высоких широтах из-за потепления, а также с расширением лесов и интенсификацией сельского хозяйства в умеренных зонах. В то же время повышение температуры поверхности океана в тропических и субтропических регионах привело к снижению продуктивности фитопланктона.

«Более тёплая вода образует слои над холодной, что мешает перемешиванию питательных веществ, необходимых для выживания водорослей», — объяснил соавтор исследования Никола Кассар.

Хотя суша в целом компенсировала снижение продуктивности океанов, авторы отмечают, что стагнация в тропических регионах может ослабить пищевые цепи, повлиять на биоразнообразие и рыболовство, а также снизить способность этих зон поглощать углерод.

Исследование подчёркивает необходимость долгосрочного мониторинга как наземных, так и морских экосистем для понимания будущих климатических изменений.

Подробнее: Contrasting biological production trends over land and ocean, Nature Climate Change (2025). DOI: 10.1038/s41558-025-02375-1

Источник: Duke University