Создание бобровых плотин привело к тому, что водоемы стали накапливать почти в 200 раз больше углерода по сравнению с обычными ручьями. Затопление местности изменило направление растворенного в воде неорганического углерода, который стал уходить в грунтовые воды и донные отложения, что препятствует его попаданию в атмосферу и океан.

Роль рек и ручьев в углеродном цикле

Реки и ручьи играют значительную роль в глобальном круговороте углерода, перенося органические вещества с суши в крупные водоемы и выделяя парниковые газы в атмосферу. С возвращением европейского бобра (Castor fiber) в Европу речные ландшафты начали меняться, однако влияние этих изменений на климат долгое время оставалось неясным.

Исследование влияния бобровых плотин

Ранее предполагалось, что бобровые плотины могут усиливать глобальное потепление из-за выбросов метана от разлагающейся затопленной древесины. Однако в подобных расчетах часто не учитывались подземные потоки растворенного неорганического углерода (DIC).

В исследовании, опубликованном в журнале Communications Earth & Environment, был изучен 800-метровый участок ручья на севере Швейцарии, где бобры построили плотину в 2010 году. Были измерены все потоки углерода на поверхности и под землей, использовались дроны для картографирования растительности, а также установлены газовые камеры для фиксации выбросов углекислого газа и метана с воды, почвы и древесины.

Подземные утечки воды отслеживались с помощью солевых маркеров, а состав донных отложений и почв анализировался методом бурения. Пробы разделяли на горизонты до и после появления бобров, затем определяли долю углерода методом пиролиза. На основе полученных данных была построена математическая модель гидрологии ручья без вмешательства бобров.

Результаты анализа

Исследование показало, что участок с бобровой плотиной за год удержал 98,3 тонны углерода, тогда как модель ручья без плотины — только 0,5 тонны, что почти в 200 раз меньше. Основная часть накопленного углерода — растворенный неорганический углерод, поступающий с течением. Плотина повысила уровень воды и создала гидравлическое давление, выдавливающее воду с углеродом в подземные гравийные горизонты. Высокий уровень pH воды способствовал удержанию углерода в форме бикарбоната, предотвращая его испарение в виде углекислого газа, а бескислородная среда на дне способствовала осаждению углерода в виде твердых минералов.

Влияние на выбросы метана

Опасения по поводу выбросов метана не подтвердились: на его долю пришлось менее 0,1% от общего углеродного баланса системы. Это связывают с отсутствием торфа и наличием сульфатов и железа, подавляющих метаногенез в умеренном климате. Летом пересыхающие участки водоема выделяли углекислый газ, но зимнее и весеннее накопление полностью компенсировало эти потери. Расчеты показали, что за 33 года существования (до полного заиливания) одна такая плотина может накопить до 1194 тонн стабильного углерода.

Заключение

Изменяя ландшафт под свои нужды, бобры превращают малые реки в эффективные накопители углерода. Животные перенаправляют химические потоки из быстрого поверхностного стока глубоко в почву, изменяя биогеохимию и круговорот веществ в речных экосистемах.