Исследователи из Университета Нью-Гэмпшира подвергли почву постоянному потеплению на 5°C и внесению азотных удобрений в количестве пяти граммов на квадратный метр в год в Гарвардском лесу и обнаружили, что при сочетании более высоких температур и повышенного уровня азота запасы углерода оставались стабильными из-за увеличения поступления углерода из подземных корней растений. Источник: Университет Нью-Гэмпшира Реакция дыхания почвы на долгосрочное потепление, обогащение азотом или их комбинацию.
Леса Новой Англии сталкиваются с многочисленными экологическими проблемами, такими как повышение температуры из-за изменения климата и увеличение отложений азота в атмосфере из-за сжигания ископаемого топлива. Ученые ранее изучали влияние обоих факторов по отдельности, но впервые исследователи из Университета Нью-Гемпшира рассмотрели их совместное воздействие.
Они обнаружили, что при сочетании более высоких температур и повышенного уровня азота в почве, запасы углерода оставались стабильными из-за увеличения поступления углерода из корней подземных растений, что ставит под сомнение более ранние исследования и предполагает, что потеря углерода в почве в северо-восточных лесах, затронутых изменением климата, может быть ниже, чем предполагалось ранее.
«Самое интересное в этом исследовании то, что это один из самых продолжительных экспериментов по изучению двух глобальных изменений, а не просто сосредоточению на одном», — сказала Мелисса Кнорр, научный руководитель лаборатории в Колледже естественных наук и сельского хозяйства UNH.
«Это особенно важно для изучения на северо-востоке, где регион исторически испытывал более высокие отложения азота, а теперь потепление происходит быстрее, чем в других частях страны».
Исследование, опубликованное в Nature Ecology & Evolutionописывает, как исследование привело Кнорра и Сериту Фрей, профессора кафедры природных ресурсов и окружающей среды, к использованию данных 16-летнего исследования на объекте Harvard Forest Long-Term Ecological Research в Массачусетсе для изучения этой динамики углерода. Они подвергли почву на объекте непрерывному потеплению на 5°C и внесению азотных удобрений в количестве пяти граммов на квадратный метр в год.
Предыдущая работа на объекте Harvard Forest задокументировала, что потепление почвы само по себе приводит к значительной потере углерода в лесах, тогда как долгосрочное обогащение почвы азотом приводит к накоплению углерода.
Реакция дыхания почвы на долгосрочное потепление, обогащение азотом или их комбинацию. Источник: Nature Ecology & Evolution (2024). DOI: 10.1038/s41559-024-02546-x
«Растения, особенно через корневой оборот — естественный процесс, при котором корни растений растут, умирают и разлагаются, — а также повышенный рост и активность растений, добавляют новый углерод в почву», — сказал Фрей, также ученый с сельскохозяйственной экспериментальной станции Нью-Гэмпширского университета Нью-Гэмпшира.
«И хотя микробная активность разрушает органические вещества, выделяя CO₂, мы наблюдали, что повышенное поступление углерода в растения под землей, вызванное более высокими температурами и повышенным содержанием азота, помогает поддерживать уровень углерода в почве, противодействуя тому, что в противном случае было бы значительной чистой потерей углерода из почвы».
За последнее столетие средняя температура в Новой Англии выросла на 1,7°F. Хотя исследования показывают, что темпы осаждения азота в регионе снижаются, они все еще в пять-шесть раз выше доиндустриальных уровней. Этот избыточный азот, осажденный в экосистемах через дождь и снегопад, может нанести вред лесам, нанося вред здоровью растений и закисляя водные пути.
Исследователи говорят, что результаты этого исследования подчеркивают важность взаимодействия растений и почвы в лесных экосистемах и то, как эти процессы могут быть ключевыми для управления лесами и обеспечения того, чтобы они продолжали действовать как поглотители углерода, поглощая CO₂ и снижая его концентрацию в атмосфере.
«Оспаривая предыдущие прогнозы исследований, которые рассматривали только один фактор, это исследование предлагает более полную картину того, как экосистемы реагируют на множественные стрессоры и роль лесов в борьбе с изменением климата», — сказал Кнорр. «Исследование предлагает идеи, которые могут помочь в разработке стратегий сохранения для улучшения связывания углерода и сохранения здоровья лесов на северо-востоке».
Соавторы: Александра Контоста, Эрик Моррисон и Томас Мураторе, все из UNH; Марк Энтони, Венский университет; Кевин Гейер, колледж Аллегейни; Лулиана Стойка и Мирна Симпсон, оба из Университета Торонто в Скарборо.
Дополнительная информация: Мелисса А. Кнорр и др., Неожиданный устойчивый поток углерода в почве в ответ на одновременное потепление и обогащение азотом по сравнению с отдельными факторами, Nature Ecology & Evolution (2024). DOI: 10.1038/s41559-024-02546-x
Информация о журнале: Nature Ecology & Evolution
Предоставлено Университетом Нью-Гемпшира
