08/03/2025
0Дик Кенни/Shutterstock
Холодное зимнее утро на унылых и голых пахотных полях Восточно-Английских болот. На краю поля ученый опускает длинный шест в канаву. Что же здесь делает исследователь климата?
Мы измеряем выбросы парниковых газов из канав и каналов, собирая образцы воды и анализируя их в лаборатории. Мы также используем плавающие камеры – низкотехнологичные устройства (иногда в сочетании с высокотехнологичными датчиками), состоящие из пластикового ведра и плавающих поплавков в форме лапши, которые располагаются на поверхности воды и собирают выделяющиеся из нее газы.
Как биогеохимики пресных вод, мы изучаем, как такие элементы, как углерод и азот, циркулируют в пресноводных экосистемах, таких как реки, озера и пруды. Мы изучаем, как антропогенная нагрузка, включая эвтрофикацию – когда избыток питательных веществ вызывает цветение водорослей, истощающих запасы кислорода, – и изменение климата влияют на эти циклы.
В отличие от многих других ученых, мы очень любим канавы и каналы (отныне мы будем называть их все канавами), которым не уделяется много внимания в мире исследований пресной воды.
Ранее ученые подсчитали, что канавы выбрасывают до 3% от общего объема глобальных выбросов метана в результате деятельности человека. В нашем новом исследовании мы обнаружили, что они также выбрасывают большое количество CO₂ и закиси азота.
Фактически, при сравнении одинаковой площади поверхности канавы выбрасывают больше CO₂ и закиси азота, чем пруды, озера и водохранилища – вероятно, из-за большого количества питательных веществ, которые в них поступают.
Плавучие камеры собирают выбросы парниковых газов из лесной канавы в Швеции. Автор фото: Майк Пикок.
Используя грубое приближение к глобальной площади поверхности канав, мы подсчитали, что включение канав увеличит глобальные выбросы CO₂ в пресной воде на 1%, а выбросы закиси азота – на 9%.
Эти проценты могут показаться небольшими, но они увеличиваются. При учете всех трех парниковых газов мировые канавы выбрасывают 333 тг CO₂e (тераграммы эквивалентов CO₂ – общепринятая единица для выражения общего воздействия всех парниковых газов на климат). Это почти эквивалентно общему объему выбросов парниковых газов в Великобритании в 2023 году (379 тг CO₂e).
Для проведения данного исследования мы сотрудничали с экспертами по канавам из Великобритании, Нидерландов, Дании, Австралии и Китая. Мы собрали существующие данные о выбросах парниковых газов из 119 канав в 23 разных странах, во всех основных климатических зонах.
По нашим оценкам, площадь канав в мире составляет около 5 353 000 гектаров – примерно 22 % от общей площади Великобритании или всей территории Коста-Рики. Однако исследователи до сих пор не могут точно определить глобальные масштабы канав – возможно, на самом деле они занимают гораздо большую площадь.
Канавы – это созданные человеком линейные водные пути, которые служат для различных целей. Осушая водно-болотные угодья, они помогают создать плодородные почвы для выращивания сельскохозяйственных культур или деревьев.
Они также транспортируют воду для орошения сельскохозяйственных культур. Некоторые из них строятся для создания привлекательных прибрежных зон. Более крупные каналы играют роль в судоходстве и перевозках, а придорожные канавы служат для перераспределения стоков ливневых вод.
Глобальная протяженность канав неизвестна, но очень велика. Во многих европейских странах общая длина канав превышает длину ручьев и рек. В Нидерландах насчитывается 300 000 км канав, пересекающих сельскохозяйственные угодья. В Финляндии сеть лесных канав составляет около 1 млн км.
Спутниковые снимки канав и каналов в Австралии, Финляндии, Мексике и Нидерландах. INGI/Google (2024)
Канавы могут выделять большое количество парниковых газов (CO₂, метан и закись азота), которые способствуют глобальному потеплению и изменению климата. Канавы часто содержат застойную воду и часто встречаются в сельскохозяйственных и городских ландшафтах, что означает, что они могут получать большое количество питательных веществ из сельскохозяйственных стоков, содержащих навоз и удобрения, и из ливневых стоков, содержащих удобрения для газонов, отходы домашних животных и двора.
Это создает условия с низким содержанием кислорода и питательных веществ, идеальные для производства парниковых газов – особенно метана и закиси азота, чей потенциал глобального потепления намного выше, чем у CO₂. Поэтому канавы, учитывая их масштабы, вносят заметный вклад в бюджет парниковых газов в пресной воде во многих странах мира.
Исследователь собирает образец воды из канавы в Восточной Англии, Великобритания. Майк Пикок
Оградить, посадить и выкопать
Если учитывать канавы при составлении отчетов о ежегодных выбросах парниковых газов, страны смогут составить более точную картину проблемы. Правильная количественная оценка также может помочь исследователям найти пути сокращения выбросов парниковых газов из канав. Например, ужесточение законодательства может ограничить использование удобрений и навоза вблизи канав.
В Австралии установка ограждений, препятствующих проникновению скота на фермерские плотины, позволила сократить выбросы метана из плотин в два раза. Аналогичную стратегию можно применить и к канавам, чтобы свести к минимуму количество попадающего в них навоза, богатого питательными веществами.
Посадка большего количества деревьев по берегам канав может помочь поглотить часть питательных веществ и снизить температуру воды за счет затенения, что также сокращает производство парниковых газов. Дноуглубление канав может удалить богатые питательными веществами отложения, а аэрация воды в канавах может сделать условия менее идеальными для производства метана.
Таким образом, решения существуют, но они будут применяться и расширяться только после того, как значимость выбросов из канав будет оценена количественно и получит более широкое признание.
