Przez lata rzeki postrzegano głównie jako źródło emisji CO2. Najnowsze badanie Science pokazuje jednak, że w suchych regionach USA mogą one działać jako pochłaniacze netto węgla, co zmienia nasze rozumienie globalnego cyklu węglowego i znaczenie ekosystemów rzecznych w polityce klimatycznej.
Przez wiele lat naukowcy przyjmowali, że rzeki globalnie funkcjonują głównie jako emitenci dwutlenku węgla (CO₂), uwalniając do atmosfery więcej gazów cieplarnianych, niż pochłaniają. Przełomowe badanie opublikowane w czasopiśmie Science w listopadzie 2025 roku, prowadzone przez Taylor Maavarę z Cary Institute of Ecosystem Studies, podważa to powszechne założenie, wskazując, że rzeki w suchych regionach zachodnich Stanów Zjednoczonych mogą działać jako niespodziewane pochłaniacze netto węgla. To fundamentalne odkrycie na nowo definiuje rolę śródlądowych wód powierzchniowych w globalnym cyklu węglowym i ma istotne implikacje dla modelowania klimatu oraz strategii łagodzenia zmian klimatu.
Jak działa bilans węglowy rzek: fotosynteza kontra respiracja
Kluczem do zrozumienia roli rzek w obiegu węgla jest metabolizm rzek, czyli bilans między produkcją pierwotną brutto (GPP – Gross Primary Production), która polega na absorbowaniu CO₂ z atmosfery poprzez fotosyntezę, a respiracją ekosystemową (ER – Ecosystem Respiration), podczas której węgiel jest emitowany w wyniku rozkładu materii organicznej przez rośliny, zwierzęta i mikroby. Historyczne dane dotyczące metabolizmu rzek były obciążone tendencyjnością, ponieważ opierały się głównie na rzekach zalesionych w regionach umiarkowanych, takich jak północno-wschodnie USA. W tych środowiskach gęste korony drzew minimalizują dostęp światła słonecznego, a duża ilość materii organicznej (np. liści) dostającej się do wody sprzyja intensywnej respiracji, co skutkuje dominacją emisji CO₂.
Suche regiony jako niespodziewane pochłaniacze CO2: co odkryli naukowcy
Badanie, będące największą dotychczas analizą metabolizmu rzek na kontynentalnym terytorium USA, objęło ponad 175 000 odcinków rzek, wykorzystując uczenie maszynowe (model Random Forest) do przeskalowania danych z setek stacji monitorujących USGS. Wykorzystanie algorytmów uczenia maszynowego pozwoliło włączyć do analizy słabo zbadane wcześniej ekosystemy suche, takie jak pustynie i zarośla, co ujawniło wyraźną asymetrię geograficzną. Około 25% odcinków rzek na zachodzie USA funkcjonuje jako pochłaniacze netto węgla rocznie, w porównaniu do zaledwie 11% na wschodzie.
Ta zdolność do sekwestracji CO2 przez rzeki w zachodnich regionach wynika ze specyficznych warunków środowiskowych: mniejsze zacienienie z powodu braku koron drzew, niższa ilość materii organicznej (mniej paliwa dla respiracji) oraz intensywne nasłonecznienie sprzyjają fotosyntezie w wodzie. To odkrycie ma fundamentalne znaczenie w skali globalnej, ponieważ tereny suche i półsuche stanowią około 65% powierzchni lądowej Ziemi, co sugeruje, że potencjał rzek do pochłaniania węgla może być znacznie wyższy niż wcześniej zakładano.
Czy rzeki mogą pomóc w walce z ociepleniem? Wnioski dla polityki klimatycznej i ESG
Chociaż sumarycznie rzeki w USA nadal emitują więcej węgla niż pochłaniają (roczna produkcja pierwotna brutto to 10.1 teragrama węgla, a respiracja 18.7 teragrama węgla, co oznacza bilans ujemny), nowe dane sugerują, że deficyt ten jest mniejszy, niż wskazywały wcześniejsze modele oparte na lasach. Naukowcy ostrzegają, że zdolność sekwestracji CO2 przez rzeki jest jednak krucha i silnie zależna od przepływu wody. Zmiany klimatyczne, prowadzące do wolniejszych przepływów wody w suchych regionach, mogą krótkoterminowo wzmacniać fotosyntezę i pochłanianie węgla, ponieważ światło słoneczne penetruje głębiej. Niemniej jednak, jeśli susze się nasilą, prowadząc do całkowitego wyschnięcia rzek, ekosystemy te stracą swoją funkcję pochłaniania i mogą stać się źródłem emisji CO₂.
Dla zarządzania ryzykiem ESG i modelowania klimatycznego, kluczowe jest uwzględnienie tego mechanizmu. Nowe spojrzenie na ekosystemy suche wymaga pilnej ochrony przepływów środowiskowych, ponieważ utrzymanie wody w rzekach jest niezbędne do zachowania tej nieoczekiwanej usługi ekosystemowej w walce z globalnym ociepleniem. Badanie wypełnia istotną lukę w globalnym cyklu węglowym i dostarcza argumentów za włączeniem rzek w programy Naturalnych Rozwiązań Opartych na Przyrodzie.
Czytaj też:
Fotografia: Anthony Maw, Unsplash